Kiihtyvyysanturi vs gyroskooppi
Kiihtyvyysmittari ja gyroskooppi ovat kaksi nykyaikaisessa teknologisessa laitteessa yleisesti käytettyä liiketunnistinlaitetta. Niiden toiminta perustuu inertian käsitteeseen, joka on massojen haluttomuus muuttaa liiketilaa, jota kutsutaan inertiallisiksi mittayksiköiksi tekniikan sovelluksissa.
Kiihtyvyysmittaria, kuten nimestä käy ilmi, käytetään lineaarisen kiihtyvyyden mittaamiseen ja gyroskooppeja erilaisten pyörimisliikeparametrien mittaamiseen. Yhdistämällä kahdesta laitteesta saadut tiedot, kohteen liike kolmiulotteisessa tilassa voidaan laskea ja heijastaa suurella tarkkuudella.
Lisätietoja kiihtyvyysmittarista
Kiihtyvyysanturi on laite, jota käytetään oikean kiihtyvyyden mittaamiseen. eli kohteen kokema fyysinen kiihtyvyys. Se ei välttämättä mittaa nopeuden muutosnopeutta kyseisessä kehyksessä, vaan rungon tai kehyksen kokemaa kiihtyvyyttä. Kiihtyvyysanturi näyttää kiihtyvyyden maapallolla 9,83 ms-2, vapaa pudotessa nollan ja avaruuden ollessa levossa. Yksinkertaisesti sanottuna kiihtyvyysanturi mittaa kohteen tai kehyksen g-voimakiihtyvyyttä.
Kiihtyvyysmittarin rakenteessa on yleensä massa, joka on kytketty jouseen (tai kahteen). Jousen venymä massaan kohdistuvan voiman alaisena antaa mitan järjestelmään tai runkoon vaikuttavasta oikeasta kiihtyvyydestä. Venymän suuruus muunnetaan sähköiseksi signaaliksi pietsosähköisellä mekanismilla.
Kiihtyvyysmittarit mittaavat kehoon vaikuttavaa g-voimaa ja mittaavat vain lineaarisen kiihtyvyyden. Se ei pysty tarjoamaan tarkkoja mittauksia rungon pyörimisliikkeestä, mutta voi antaa tietoa alustan kulmasuuntauksesta painovoimavektorin kallistuksella.
Kiihtyvyysmittareilla on sovelluksia melkein missä tahansa kentässä, jotka edellyttävät koneen liikkumista kolmiulotteisessa tilassa ja painovoiman mittaamista. Inertiaalinen navigointijärjestelmä, joka on olennainen osa lentokoneiden ja ohjusten navigointijärjestelmää, käyttää erittäin tarkkoja kiihtyvyysmittareita, ja myös nykyaikaiset mobiililaitteet, kuten älypuhelimet ja kannettavat tietokoneet, käyttävät niitä. Raskaissa koneissa kiihtyvyysantureita käytetään tärinän seuraamiseen. Kiihtyvyysmittareilla on merkittävä asema tekniikassa, lääketieteessä, kuljetusjärjestelmissä ja kulutuselektroniikassa.
Lisätietoja gyroskoopista
Gyroskooppi on laite alustan orientaation mittaamiseksi ja toimii kulmamomentin säilymisen periaatteen perusteella. Kulmamomentin säilyttämisen periaate, kun pyörivä kappale yrittää muuttaa akseliaan, keho osoittaa haluttomuutta muutokseen säilyttääkseen kulmamomentinsa.
Yleensä mekaanisilla gyroskoopeilla on pyörivä massa (yleensä levy), joka on kiinnitetty kardaaniin akselina toimivalla tangolla. Massa pyörii jatkuvasti, ja kun korin suunta muuttuu, missä tahansa kolmesta ulottuvuudesta se pysyy jonkin aikaa alkuperäisessä asennossaan. Gyroskoopin kehyksen asennon muutosten mittauksesta suhteessa pyörimisakseliin voidaan saada tietoa kulmasuunnan muutoksesta.
Yhdistämällä nämä tiedot kiihtyvyysmittareihin voidaan luoda tarkka kuva kehyksen (tai objektin) sijainnista kolmiulotteisessa tilassa.
Kuten kiihtyvyysmittarit, gyroskoopit ovat myös pääkomponentti navigointijärjestelmille ja muille liikkeenvalvontaan liittyville suunnittelualoille. Nykyaikaisissa kulutuselektroniikkalaitteissa, erityisesti matkapuhelimissa, kuten älypuhelimissa ja kämmentietokoneissa, sekä kiihtyvyysmittareita että gyroskooppeja käytetään suuntauksen ylläpitämiseen, näytön pitämiseen aina oikeassa suunnassa. Nämä kiihtyvyysmittarit ja gyroskoopit ovat kuitenkin rakenteeltaan erilaisia.
Mitä eroa on kiihtyvyysmittarilla ja gyroskoopilla?
• Kiihtyvyysanturi mittaa oikean lineaarisen kiihtyvyyden, kuten g-voiman.
• Vaikka gyroskoopit mittaavat suunnan muutoksen käyttämällä kulmaominaisuuksien, kuten kulman siirtymän ja kulkunopeuden, vaihtelua.
