Принцип работы гироскопа: суть, как устроен и для чего нужен

Как устроен гироскоп: суть, принцип работы, где применяется

Иван Иван 24 Июль 2017 13 890 Время чтения:
Содержание
Содержание

    Гироскоп для чайников

    Однажды я наблюдал разговор двух друзей, точнее подруг:

    А: О, знаешь, у меня новый смартфон, в нем есть даже встроенный гироскоп

    Б: Аа, да, я тоже скачала себе, поставила гироскоп на месяц

    А: Эмм, ты точно уверена, что это гироскоп?

    Б: Да, гироскоп для всех знаков зодиака.

    Чтобы таких диалогов в мире стало чуть меньше, предлагаем Вам ценнейшую информацию о том, что такое гироскоп и как он работает.

    Гироскоп: история, определение

    Гироскоп – прибор, имеющий свободную ось вращения и способный реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором он установлен. При вращении гироскоп сохраняет свое положение неизменным.

    Само слово происходит от греческих  gyreuо – вращаться и skopeo – смотреть, наблюдать. Впервые термин гироскоп был введен Жаном Фуко в 1852 году, но изобрели прибор раньше. Это сделал немецкий астроном Иоганн Боненбергер в 1817 году.

    Гироскопы представляют собой вращающиеся с высокой частотой твердые тела. Ось вращения гироскопа может изменять свое направление в пространстве. Свойствами гироскопа обладают вращающиеся артиллерийские снаряды, винты самолетов, роторы турбин.  Простейший пример гироскопа – волчок или хорошо всем известная детская игрушка юла. Тело, вращающееся вокруг определенной оси, которая сохраняет положение в пространстве, если на гироскоп не действуют какие-то внешние силы и моменты этих сил. При этом гироскоп обладает устойчивостью и способен противостоять воздействию внешней силы, что во многом определяется его скоростью вращения. Например, если мы быстро раскрутим юлу, а потом толкнем ее, она не упадет, а продолжит вращение. А когда скорость волчка упадет до определенного значения, начнется прецессия – явление, когда ось вращения описывает конус, а момент импульса волчка меняет направление в пространстве.

    Волчок
    Волчок

    Виды гироскопов

    Существует множество видов гироскопов: двух и трехстепенные (разделение по степеням свободы или возможным осям вращения), механические, лазерные и оптические гироскопы (разделение по принципу действия).

    Рассмотрим самый распространенный пример - механический роторный гироскоп. По сути это волчок, вращающийся вокруг вертикальной оси, которая поворачивается вокруг горизонтальной оси и в свою очередь закреплена в еще одной раме, поворачивающейся уже вокруг третьей оси. Как бы мы не поворачивали волчок, он всегда будет находится именно в вертикальном положении.

    Гироскоп
    Гироскоп

    Применение гироскопов

    Благодаря своим свойствам гироскопы находят очень широкое применение. Они используются в системах стабилизации космических аппаратов, в системах навигации кораблей и самолетов, в мобильных устройствах и игровых приставках, а также в качестве тренажеров.

    Гироскоп - тренажер для руки
    Гироскоп - тренажер для руки

    Интересует, как такой прибор может поместиться в современный мобильный телефон и зачем он там нужен?  Дело в том, что гироскоп помогает определить положение устройства в пространстве и узнать угол отклонения. Конечно, в телефоне нет непосредственно вращающегося волчка, гироскоп представляет собой микроэлектромеханическую систему (МЭМС), содержащую микроэлектронные и микромеханические компоненты. Как это работает на практике? Представим, что Вы играете в любимую игру. Например, гонки. Чтобы повернуть руль виртуального автомобиля не нужно нажимать никаких кнопок, достаточно лишь изменить положение своего гаджета в руках.

    МЭМС датчик
    МЭМС датчик

    Как видим, гироскопы – удивительные приборы, обладающие полезными свойствами. Если Вам понадобится решить задачу на расчет движения гироскопа в поле внешних сил или оформить титульный лист курсовой работы 2016 обращайтесь к нашим авторам, которые помогут Вам справится с ней быстро и качественно!

     

    Оцените материал
    13 890
    Комментарии отсутствуют
    Оставить комментарий
    {$ errors.username[0] $}
    Вы уже наш клиент? Авторизуйтесь.
    {$ errors.email[0] $}
    Пользователь с таким email уже существует! Авторизуйтесь.
    {$ errors.content[0] $}
    Оставляя комментарий, я соглашаюсь на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности