Akselerometrs pret žiroskopu
Akselerometrs un žiroskops ir divas kustības sensora ierīces, ko parasti izmanto mūsdienu tehnoloģiskajās iekārtās. To darbības pamatā ir inerces jēdziens, kas ir masu nevēlēšanās mainīt savu kustības stāvokli, tādēļ inženierzinātnēs tās sauc par inerciālajām mērvienībām.
Akselerometru, kā norāda nosaukums, izmanto lineārā paātrinājuma mērīšanai, un žiroskopus izmanto dažādu rotācijas kustības parametru mērīšanai. Apvienojot no abām ierīcēm iegūto informāciju, objekta kustību 3-d telpā var aprēķināt un projicēt ar augstu precizitātes pakāpi.
Vairāk par akselerometru
Akselerometrs ir ierīce, ko izmanto pareiza paātrinājuma mērīšanai; i., fiziskais paātrinājums, ko izjūt objekts. Tas ne vienmēr mēra ātruma izmaiņu ātrumu šajā kadrā, bet gan ķermeņa vai kadra piedzīvoto paātrinājumu. Akselerometrs rāda paātrinājumu 9,83 ms-2 uz zemes, nulles brīvā kritienā un kosmosā miera stāvoklī. Vienkārši sakot, akselerometrs mēra objekta vai rāmja g-spēka paātrinājumu.
Kopumā akselerometra struktūrai ir masa, kas savienota ar atsperi (vai divām). Atsperes pagarinājums spēka ietekmē, kas iedarbojas uz masu, nosaka paātrinājumu, kas pareizi iedarbojas uz sistēmu vai rāmi. Pagarinājuma lielumu pjezoelektrisks mehānisms pārvērš elektriskā signālā.
Akselerometri mēra g-spēku, kas iedarbojas uz ķermeni, un mēra tikai lineāro paātrinājumu. Tas nevar nodrošināt precīzus mērījumus par ķermeņa rotācijas kustību, bet var sniegt informāciju par platformas leņķisko orientāciju pēc gravitācijas vektora slīpuma.
Akselerometriem ir pielietojums gandrīz jebkurā jomā, kurā nepieciešama mašīnas kustība trīsdimensiju telpā, kā arī gravitācijas mērījumi. Inerciālā navigācijas sistēma, kas ir būtiska lidmašīnu un raķešu navigācijas sistēmas sastāvdaļa, izmanto augstas precizitātes akselerometrus, un tos izmanto arī modernās mobilās ierīces, piemēram, viedtālruņi un klēpjdatori. Smagajā mašīnā vibrācijas uzraudzībai izmanto akselerometrus. Akselerometriem ir liela nozīme inženierzinātnēs, medicīnā, transporta sistēmās un plaša patēriņa elektronikā.
Vairāk par žiroskopu
Žiroskops ir platformas orientācijas mērīšanas ierīce, kas darbojas, pamatojoties uz leņķiskā impulsa saglabāšanas principu. Leņķiskā impulsa saglabāšanas princips nosaka, ka, kad rotējošs ķermenis mēģina mainīt savu asi, ķermenis izrāda nevēlēšanos mainīt savu leņķisko impulsu.
Kopumā mehāniskajiem žiroskopiem ir rotējoša masa (parasti disks), kas piestiprināta pie kardāna ar stieni, kas darbojas kā ass. Masa nemitīgi griežas, un, mainoties platformas orientācijai, jebkurā no trim dimensijām, tā kādu laiku paliek sākotnējā stāvoklī. Mērot žiroskopa rāmja pozīcijas izmaiņas attiecībā pret griešanās asi, var iegūt informāciju par leņķiskās orientācijas maiņu.
Apvienojot šo informāciju ar akselerometriem, var izveidot precīzu kadra (vai objekta) pozīcijas attēlu trīsdimensiju telpā.
Tāpat kā akselerometri, žiroskopi ir arī galvenā sastāvdaļa navigācijas sistēmās un jebkurā inženierzinātņu jomā, kas saistīta ar kustību uzraudzību. Mūsdienu plaša patēriņa elektroniskajās ierīcēs, īpaši mobilajās ierīcēs, piemēram, viedtālruņos un rokas datoros, tiek izmantoti gan akselerometri, gan žiroskopi, lai saglabātu orientāciju, lai displejs vienmēr būtu pareizajā virzienā. Tomēr šiem akselerometriem un žiroskopiem ir atšķirīga struktūra.
Kāda ir atšķirība starp akselerometru un žiroskopu?
• Akselerometrs mēra pareizu lineāro paātrinājumu, piemēram, g-spēku.
• Kamēr žiroskopi mēra orientācijas izmaiņas, izmantojot tādas leņķiskās īpašības kā leņķiskā nobīde un leņķiskais ātrums.
