Разлика между акселерометър и жироскоп

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 08:37

Акселерометър срещу жироскоп

Акселерометърът и жироскопът са две устройства за засичане на движение, често използвани в съвременното технологично оборудване. Тяхната работа се основава на концепцията за инерцията, която е нежеланието на масите да променят състоянието си на движение, поради което се наричат инерционни мерни единици в инженерните приложения.

Акселерометърът, както подсказва името, се използва за измерване на линейното ускорение, а жироскопите се използват за измерване на различни параметри на въртеливото движение. Комбинирайки информацията, получена от двете устройства, движението на обект в триизмерното пространство може да бъде изчислено и проектирано с висока степен на точност.

Повече за акселерометъра

Акселерометърът е устройство, използвано за измерване на правилното ускорение; т.е. физическото ускорение, изпитвано от обект. Не измерва непременно скоростта на промяна на скоростта в тази рамка, а ускорението, което изпитва тялото или рамката. Акселерометърът показва ускорение от 9,83ms-2 на земята, нула при свободно падане и пространство, когато е в покой. Най-просто казано, акселерометърът измерва ускорението на g-силата на обекта или рамката.

По принцип структурата на акселерометъра има маса, свързана с пружина (или две). Удължението на пружината под силата, упражняваща масата, дава мярка за правилното ускорение, действащо върху системата или рамката. Големината на удължението се преобразува в електрически сигнал чрез пиезоелектричен механизъм.

Акселерометрите измерват g-силата, действаща върху тялото, и измерват само линейно ускорение. Той не може да осигури точни измервания за въртеливото движение на тялото, но може да предостави информация за ъгловата ориентация на платформата чрез наклона на гравитационния вектор.

Акселерометрите имат приложения в почти всяка област, които изискват движение на машина в 3-d пространство, което трябва да бъде измерено и при измерване на гравитацията. Инерционната навигационна система, която е съществена част от навигационната система на самолетите и ракетите, използва високоточни акселерометри, а съвременните мобилни устройства като смартфони и лаптопи също ги използват. В тежките машини се използват акселерометри за наблюдение на вибрациите. Акселерометрите имат значително присъствие в инженерството, медицината, транспортните системи и потребителската електроника.

Повече за жироскопа

Жироскопът е устройство за измерване на ориентацията на платформата и работи въз основа на принципа за запазване на ъгловия момент. Принципът на запазване на ъгловия импулс гласи, че когато въртящо се тяло се опитва да промени своята ос, тялото показва нежелание към промяната, за да запази ъгловия си импулс.

По принцип механичните жироскопи имат въртяща се маса (обикновено диск), прикрепена към кардана от пръчка, действаща като ос. Масата се върти непрекъснато и когато има промяна в ориентацията на платформата, в някое от трите измерения, тя остава за известно време в първоначалното си положение. От измерването на промените в положението на рамката на жироскопа спрямо оста на въртене може да се получи информация за промяната на ъгловата ориентация.

Комбинирането на тази информация с акселерометрите може да създаде точно изображение на позицията на рамката (или обекта) в 3-d пространство.

Подобно на акселерометрите, жироскопите също са основен компонент на навигационните системи и всяка инженерна област, свързана с наблюдението на движението. В съвременните потребителски електронни устройства, особено мобилни устройства като смартфони и преносими компютри, се използват както акселерометри, така и жироскопи за поддържане на ориентацията, за да се поддържа дисплеят винаги в правилната посока. Тези акселерометри и жироскопи обаче са различни по структура.

Каква е разликата между акселерометър и жироскоп?

• Акселерометърът измерва правилното линейно ускорение като g-сила.

• Докато, жироскопите измерват промяната в ориентацията, като използват вариацията на ъгловите свойства като ъглово изместване и ъглова скорост.