Gyroskooppi

Gyroskooppi on laite, jolla mitataan tai ylläpidetään suuntaa hyödyntämällä nopeasti pyörivän massan säilymisen lakia. Tyypillisesti siinä on roottori, joka pyörii suurella nopeudella, sekä gimbaliin kiinnitetyt tukirakenteet, joiden kautta roottori voi kääntyä vapaasti useammalla akselilla.

Periaate perustuu kulmamomentin säilymiseen: nopeasti pyörivä roottori pyrkii säilyttämään suunnansa. Kun siihen kohdistuu ulkoinen vääntö, roottorin akseli alkaa precessiona kääntyä, eikä suunta muutu suoraviivaisesti vääntömomentin suuntaan. Tämä ominaisuus mahdollistaa sekä kiertymisen mittaamisen että referenssisuunnan vakauden.

Mekaaninen gyroskooppi käyttää kiertävää roottoria ja gimbali, jotka mahdollistavat vapaasti liikkuvat akselit. MEMS-gyroskoopit ovat mikroelektroniseen valmistukseen perustuvia pieniä laitteita, joita käytetään yleisesti älylaitteissa. Optiset gyroskoopit, kuten renkaalasergyroskoopit ja kuituoptiset gyroskoopit, hyödyntävät valon interferenssiä ja Sagnac-vaikutusta.

Käyttökohteita ovat inertianavigaatio ilmailussa, meriliikENTEessä ja avaruudessa sekä vakausjärjestelmät kameroissa. Nykyään gyroskooppeja käytetään laajasti älypuhelimissa, dronien ja robottien ohjauksessa osana kiihtyvyys- ja suunnannäköyksiköitä.

Historia: gyroskoopin perusilmiöt kehittyivät 1800-luvulla, ja sen sovellukset ovat sittemmin muokanneet navigaation ja vakauden teknologiaa. Nykyiset MEMS- ja optiset gyroskoopit tarjoavat pienikokoisia, luotettavia ja kustannustehokkaita ratkaisuja.