Вібраційний гіроскоп

Вібраційні гіроскопи (Шаблон:Lang-en) — 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» (Шаблон:Lang-en), який враховує принцип дії, заснований на ефекті дії сили Коріоліса, як і у роторних гіроскопів.

Принцип роботи

Нехай два підвішених вантажі вібрують на площині у МЕМС-гіроскопі з частотою ${\omega }_r$. Тоді при повороті гіроскопа виникне коріолісове прискорення

${\overrightarrow{a}}_c=-2(\overrightarrow{v}\times \overrightarrow{\mathrm{\Omega }})$,

де $\overrightarrow{v}$ — швидкість і $\overrightarrow{\mathrm{\Omega }}$ — кутова частота повороту гіроскопа.

Горизонтальна швидкість вантажа, що коливається, визначається як $X_{ip}{\omega }_r\cos ({\omega }_{r}t)$, а положення вантажа у площині — $X_{ip}\sin ({\omega }_{r}t)$.

В результаті, рух поза площиною $y_{op}$, що зумовлений поворотом гіроскопа, описується виразом:

$y_{op}=\frac{F_c}{k_{op}}=\frac{2m\mathrm{\Omega }{X}_{ip}{\omega }_r\cos ({\omega }_{r}t)}{k_{op}}$,

де

$m$ — маса вантажа, який коливається,

$k_{op}$ — коефіцієнт жорсткості пружини у напрямку, перпендикулярному площині,

$\mathrm{\Omega }$ — величина поворота в площині перпендикулярно руху вантажа.

Різновиди

МЕМС-гіроскоп

• П'єзоелектричні гіроскопи.
• Хвильові твердотільні гіроскопиШаблон:Sfn.
• Камертонні гіроскопи.
• Вібраційні роторні гіроскопиШаблон:Sfn.
• МЕМС-гіроскопиШаблон:Sfn.

Застосування

CVG ірландської компанії InnaLabs

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..

CVG отримали поширення в системах інерціальної навігації, а також стабілізації платформ і дистанційно-керованих башт бронетанкової техніки.

Див. також

• Прецесія
• Гіроскоп
• Лазерний гіроскоп
• Волоконно-оптичний гіроскоп

Джерела

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга