Вібраційний гіроскоп
Вібраційні гіроскопи (англ. Vibrating structure gyroscope) — гіроскопічні пристрої, що зберігають напрям своїх коливань при поворотах основи. Цей тип гіроскопів є набагато простішим і дешевшим при майже однаковій точності у порівнянні з роторними гіроскопами. В англомовній літературі також вживається термін «коріолісові вібраційні гіроскопи» (англ. Coriolis vibratory gyroscope, CVG)[1][2], який враховує принцип дії, заснований на ефекті дії сили Коріоліса, як і у роторних гіроскопів.
Принцип роботи
ред.Нехай два підвішених вантажі вібрують на площині у МЕМС-гіроскопі з частотою . Тоді при повороті гіроскопа виникне коріолісове прискорення
,
де — швидкість і — кутова частота повороту гіроскопа.
Горизонтальна швидкість вантажа, що коливається, визначається як , а положення вантажа у площині — .
В результаті, рух поза площиною , що зумовлений поворотом гіроскопа, описується виразом:
- ,
- де
- — маса вантажа, який коливається,
- — коефіцієнт жорсткості пружини у напрямку, перпендикулярному площині,
- — величина поворота в площині перпендикулярно руху вантажа.
Різновиди
ред.- П'єзоелектричні гіроскопи.
- Хвильові твердотільні гіроскопи[3][4][5].
- Камертонні гіроскопи.
- Вібраційні роторні гіроскопи[6].
- МЕМС-гіроскопи[6].
Застосування
ред.Мікромеханічні вібраційні гіроскопи застосовуються в системі вимірювання нахилу електричного самоката Сеґвей. Система складається з п'яти вібраційних гіроскопів, чиї дані обробляються двома мікропроцесорами.
Подібні типи мікрогіроскопів використовуються в мобільних пристроях, зокрема, в мультикоптерах, фотокамерах і відеокамерах (для управління стабілізацією зображення), в смартфонах і т. д.[7].
CVG отримали поширення в системах інерціальної навігації, а також стабілізації платформ і дистанційно-керованих башт бронетанкової техніки[2].
Див. також
ред.Примітки
ред.- ↑ IEEE Std 1431—2004 Coriolis Vibratory Gyroscopes.
- ↑ а б Слюсар В. И. Электроника в зарубежных вооружениях и военной технике. [Архівовано 11 січня 2021 у Wayback Machine.] //Озброєння та військова техніка. — 2020. — № 3. — С. 95 — 96.
- ↑ Климов, Журавлёв, Жбанов, 2017.
- ↑ Lynch D.D. HRG Development at Delco, Litton, and Northrop Grumman //Proceedings of Anniversary Workshop on Solid-State Gyroscopy (19-21 May, 2008. Yalta, Ukraine). — Kyiv-Kharkiv. ATS of Ukraine. 2009. — ISBN 978-966-02-5248-6.
- ↑ Sarapuloff S.A. 15 Years of Solid-State Gyrodynamics Development in the USSR and Ukraine: Results and Perspectives of Applied Theory //Proc. of the National Technical Meeting of US Institute of Navigation (ION) (Santa Monica, Calif., USA. January 14-16,1997). — P.151-164.
- ↑ а б Распопов, 2009, с. 62-64.
- ↑ First MEMS gyro smartphone to ship in June; it won't be the last [Архівовано 24 вересня 2015 у Wayback Machine.] // EETimes, 5/11/2010
Джерела
ред.- Меркурьев И.В., Подалков В.В. . Динамика микромеханического и волнового твердотельного гироскопов. — М. : Физматлит, 2009. — 226 с. — ISBN 978-5-9221-1125-6.
- Климов Д.М., Журавлёв В.Ф., Жбанов Ю.К. Кварцевый полусферический резонатор (Волновой твердотельный гироскоп). — М. : Ким Л.А, 2017. — 194 с. — ISBN 978-5-9909668-5-7.