Gyroskoopit

Gyroskoopit ovat laitteita, jotka mittaavat kulmanopeutta tai auttavat ylläpitämään kappaleen orientaation. Niiden toiminta perustuu liikemäärän säilymiseen: nopeasti pyörivä roottori vastustaa suunnanmuutoksia, jolloin laite säilyttää orientaationsa suhteessa avaruuteen. Kun ulkoinen momentti kohdistuu, gyroskooppi reagoi precessiolla ja antaa mittaustuloksen kulmanopeudesta.

Nykyisiä tyyppejä ovat mekaaniset gyroskoopit, joissa roottori pyörii gimbaliensa kanssa. Kehittyneemmät MEMS-gyroskoopit ovat pienikokoisia, halvempia ja soveltuvat massakäyttöön kuten älypuhelimissa ja droneissa. Optisia gyroskooppeja ovat ring laser -gyroskoopit (RLG) ja valokuitu-gyroskoopit (FOG), jotka mittaavat kulmanopeuden hyödyntämällä valon kulkureittejä ja interferenssejä.

Gyroskooppeja käytetään pääasiassa navigaatiossa ja ohjauksessa: ilmailussa, meri- ja avaruusaluksissa sekä kuluttajatuotteissa kuten älypuhelimissa, älykelloissa ja virtuaalitodellisuuslaitteissa. Ne toimivat yhdessä kiihtyvyysantureiden kanssa muodostaen inertiaalisen mittausyksikön (IMU).

Historia: Gyroskoopin perusperiaate tunnettiin 1800-luvulla; 1900-luvun alkupuolella kehittyivät tarkat navigaatiogyroskoopit merenkulkua ja ilmailua varten, muun muassa Elmer Sperryn ja Hermann Anschütz-Kaempfen kehitystyön kautta. Viime vuosikymmeninä MEMS- ja optiset gyroskooppityypit ovat tehneet laitteista pienikokoisia ja kustannustehokkaita.