Акселерометр және гироскоп
Акселерометр мен гироскоп заманауи технологиялық жабдықта жиі қолданылатын қозғалысты сезетін екі құрылғы болып табылады. Олардың жұмысы инерция концепциясына негізделген, ол массаның қозғалыс күйін өзгертуді қаламауы, сондықтан инженерлік қолданбаларда инерция өлшем бірліктері деп аталады.
Акселерометр, аты айтып тұрғандай, сызықтық жеделдетуді өлшеу үшін, ал гироскоптар айналу қозғалысының әртүрлі параметрлерін өлшеу үшін пайдаланылады. Екі құрылғыдан алынған ақпаратты біріктіре отырып, 3 өлшемді кеңістіктегі нысанның қозғалысын жоғары дәлдікте есептеуге және проекциялауға болады.
Акселерометр туралы толығырақ
Акселерометр - дұрыс үдеуді өлшеуге арналған құрылғы; яғни заттың физикалық үдеуін білдіреді. Ол міндетті түрде сол кадрдағы жылдамдықтың өзгеру жылдамдығын емес, дененің немесе кадрдың бастан кешіретін үдеуін өлшейді. Акселерометр жердегі 9,83 мс-2 үдеуін көрсетеді, бос құлау кезінде және кеңістікте тыныштықта нөлге тең. Қарапайым тілмен айтқанда, акселерометр нысанның немесе кадрдың g күшінің үдеуін өлшейді.
Жалпы, акселерометрдің құрылымында серіппеге (немесе екі) қосылған массасы бар. Массаға әсер ететін күш әсерінен серіппенің ұзаруы жүйеге немесе рамаға дұрыс әсер ететін үдеу өлшемін береді. Ұзарту шамасы пьезоэлектрлік механизм арқылы электрлік сигналға айналады.
Акселерометрлер денеге әсер ететін g-күшті өлшейді және тек сызықтық үдеуді өлшейді. Ол дененің айналу қозғалысы туралы дәл өлшеулерді қамтамасыз ете алмайды, бірақ гравитация векторының қисаюы арқылы платформаның бұрыштық бағдары туралы ақпаратты бере алады.
Акселерометрлердің кез келген дерлік өрісте қолданбалары бар, олар 3 өлшемді кеңістіктегі машинаның қозғалысын өлшеуді және ауырлық күшін өлшеуді қажет етеді. Ұшақтар мен зымырандардың навигациялық жүйесінің маңызды бөлігі болып табылатын инерциялық навигация жүйесі жоғары дәлдіктегі акселерометрлерді пайдаланады және смартфондар мен ноутбуктер сияқты заманауи мобильді құрылғылар да пайдаланады. Ауыр машиналарда дірілді бақылау үшін акселерометрлер қолданылады. Акселерометрлер инженерияда, медицинада, көлік жүйелерінде және тұрмыстық электроникада маңызды орын алады.
Гироскоп туралы толығырақ
Гироскоп платформаның бағдарын өлшеуге арналған құрылғы және бұрыштық импульсті сақтау принципіне негізделген. Бұрыштық импульстің сақталу принципі, айналатын дене өз осін өзгертуге әрекет жасағанда, дене өзінің бұрыштық импульсін сақтауға, өзгеріске қарсылық көрсетеді.
Жалпы, механикалық гироскоптарда ось ретінде әрекет ететін таяқша арқылы гимбалға бекітілген айналмалы массасы (әдетте диск) болады. Масса тоқтаусыз айналады, ал платформаның бағдары өзгерген кезде үш өлшемнің кез келгенінде ол өзінің бастапқы орнында біраз уақыт қалады. Гироскоп жақтауының айналу осіне қатысты орнының өзгеруін өлшеу арқылы бұрыштық бағдардың өзгеруі туралы ақпаратты алуға болады.
Бұл ақпаратты акселерометрлермен біріктіріп, кадрдың (немесе нысанның) 3 өлшемді кеңістіктегі орнының дәл бейнесін жасауға болады.
Акселерометрлер сияқты, гироскоптар да навигациялық жүйелердің және қозғалысты бақылауға қатысты кез келген инженерлік саланың негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Қазіргі тұтынушылық электронды құрылғыларда, әсіресе смартфондар мен қол компьютерлері сияқты мобильді құрылғыларда бағдарды сақтау, дисплейді әрқашан дұрыс бағытта ұстау үшін акселерометрлер де, гироскоптар да қолданылады. Дегенмен, бұл акселерометрлер мен гироскоптардың құрылымы әртүрлі.
Акселерометр мен гироскоптың айырмашылығы неде?
• Акселерометр g-күші сияқты дұрыс сызықтық жеделдікті өлшейді.
• Бұл ретте, гироскоптар бұрыштық орын ауыстыру және бұрыштық жылдамдық сияқты бұрыштық қасиеттердің өзгеруін пайдаланып бағдардың өзгеруін өлшейді.
