Kiihtyvyysmittari vs gyroskooppi
Kiihtyvyysmittari ja gyroskooppi ovat kaksi liikkeentunnistuslaitetta, joita käytetään yleisesti nykyaikaisissa teknologisissa laitteissa. Niiden toiminta perustuu inertian käsitteeseen, joka on massojen haluttomuus muuttaa liiketilaansa ja jota kutsutaan siksi inertiamittayksiköiksi teknisissä sovelluksissa.
Kiihtyvyysmittaria, kuten nimestä voi päätellä, käytetään lineaarisen kiihtyvyyden mittaamiseen, ja gyroskoopeilla mitataan erilaisia pyörimisliikeparametreja. Yhdistämällä kahdesta laitteesta saadut tiedot, kohteen liike 3-d-avaruudessa voidaan laskea ja projisoida 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 kehon tai kehyksen kokemaa kiihtyvyyttä. Kiihtyvyysanturi näyttää maan päällä kiihtyvyyden 9,83 ms-2, vapaassa pudotuksessa ja avaruudessa nollaa levossa. Yksinkertaisesti sanottuna kiihtyvyysanturi mittaa kohteen tai kehyksen g-voiman kiihtyvyyttä.
Yleensä kiihtyvyysmittarin rakenteessa on massa, joka on yhdistetty jouseen (tai kahteen). Jousen venyminen massaan kohdistuvan voiman alaisena antaa mittarin järjestelmään tai runkoon vaikuttavasta varsinaisesta kiihtyvyydestä. Venymän suuruus muunnetaan sähköiseksi signaaliksi pietsosähköisellä mekanismilla.
Kiihtyvyysmittarit mittaavat kehoon vaikuttavan g-voiman ja mittaavat vain lineaarista kiihtyvyyttä. Se ei pysty antamaan tarkkoja mittauksia kehon pyörimisliikkeestä, mutta voi antaa tietoa alustan kulma-asennosta painovoimavektorin kallistuksen avulla.
Kiihtyvyysmittareilla on sovelluksia lähes kaikilla aloilla, jotka vaativat koneen liikettä kolmiulotteisessa avaruudessa mitattuna ja painovoimamittauksissa. Lentokoneiden ja ohjusten navigointijärjestelmää olennaisena osana oleva inertianavigointijärjestelmä käyttää erittäin tarkkoja kiihtyvyysantureita, ja niitä käyttävät myös nykyaikaiset mobiililaitteet, kuten älypuhelimet ja kannettavat tietokoneet. Raskaissa koneissa kiihtyvyysmittareita käytetään tärinän tarkkailuun. Kiihtyvyysantureilla on merkittävä asema tekniikassa, lääketieteessä, kuljetusjärjestelmissä ja kulutuselektroniikassa.
Lisätietoja gyroskoopista
Gyroskooppi on laite alustan suunnan mittaamiseen ja se toimii liikemäärän säilymisen periaatteella. Kulmamomentin säilymisen periaate edellyttää, että kun pyörivä kappale yrittää muuttaa akseliaan, keho osoittaa haluttomuutta muutokseen säilyttääkseen kulmamomenttinsa.
Yleensä mekaanisissa gyroskoopeissa on pyörivä massa (yleensä levy), joka on kiinnitetty kardaaniin akselina toimivan tangon avulla. Massa pyörii lakkaamatta, ja kun lavan suunnassa tapahtuu muutos, missä tahansa kolmesta ulottuvuudesta, se pysyy jonkin aikaa alkuperäisessä asennossaan. Gyroskoopin rungon asennon muutosten mittaamisesta suhteessa pyörimisakseliin saadaan tietoa kulmasuunnan muutoksesta.
Yhdistämällä nämä tiedot kiihtyvyysantureiden kanssa voidaan luoda tarkka kuva kehyksen (tai kohteen) sijainnista kolmiulotteisessa avaruudessa.
Kiihtyvyysanturien tavoin gyroskoopit ovat myös pääkomponentti navigointijärjestelmissä ja kaikilla liikkeenvalvontaan liittyvillä tekniikan aloilla. Nykyaikaisissa kulutuselektroniikkalaitteissa, erityisesti mobiililaitteissa, kuten älypuhelimissa ja kämmentietokoneissa, sekä kiihtyvyysantureita että gyroskooppeja käytetään asennon säilyttämiseen, näytön pitämiseen aina oikeassa suunnassa. Nämä kiihtyvyysmittarit ja gyroskoopit ovat kuitenkin rakenteeltaan erilaisia.
Mitä eroa on kiihtyvyysmittarilla ja gyroskoopilla?
• Kiihtyvyysanturi mittaa oikean lineaarikiihtyvyyden, kuten g-voiman.
• Gyroskoopit mittaavat suunnan muutosta käyttämällä kulmaominaisuuksien, kuten kulmasiirtymän ja kulmanopeuden, vaihtelua.
