gyroskoopeista

Gyroskoopit ovat laitteita, jotka mittaavat kulmanopeuksia tai asennon muutoksia käyttämällä nopeasti pyörivää roottoria. Periaate pohjautuu kulmanmomentin säilymiseen: roottori pyrkii säilyttämään suunnan, ja ulkoiset voimat aiheuttavat mitattavia muutoksia sen asennossa. Näin gyroskooppeja voidaan käyttää liikettä ja asentoja määrittävien signaalien tuottamiseen sekä järjestelmien vakaamiseen.

Gyroskoopit jaetaan yleisesti kolmeen päätyyppiin: mekaanisiin gyroskooppeihin, MEMS-gyroskooppeihin ja optisiin gyroskooppeihin. Mekaaniset gyroskoopit sisältävät todellisen pyörivän massan, jonka liikettä ja asennon muutoksia seurataan rakenteellisesti. MEMS-gyroskoopit ovat mikroskooppisia siruja, joissa Coriolis-voima vaikuttaa rakenteen resonanssiin ja muutos mitataan sähköisesti. Optiset gyroskoopit, kuten ring-laser gyros ja valokuitu-gyroskoopit, mittaavat liikettä valon kulussa interferenssin tai muiden optisten ilmiöiden perusteella.

Käyttökohteet kattavat muun muassa navigaation, vakausjärjestelmät, autopilotit sekä avaruus- ja sotilasturvaverkostot. Lisäksi gyroskooppeja hyödynnetään älypuhelimissa, kameroissa ja robottijärjestelmissä sekä VR/AR-laitteissa. Yhdistämällä gyroskoopit muihin antureihin, kuten kiihtyvyysmittareihin, voidaan muodostaa inertianmittausyksikkö (IMU), jonka tiedot sekä liikuttavat että korjaavat laitteen asentoa.

Historian aikana gyroskooppeja kehitettiin 1800-luvun lopulla ja 1900-luvulla navigaatio- ja autopilottijärjestelmien tarpeisiin; modernit MEMS-gyroskoopit yleistyivät 1990-luvulla, ja nykyään useimmat järjestelmät käyttävät useiden tekniikoiden yhdistelmiä.

---