gyroskooppeihin

Gyroskooppi on laite, jolla voidaan mitata tai ylläpitää asento tai suunta suhteessa referenssijärjestelmään. Gyroskooppeja käytetään laitteissa, joissa on tarve tunnistaa kulmanopeus tai kulman muutos, kuten lentokoneiden autopiloteissa, satelliittien asennonhallinnassa sekä älypuhelimissa ja vakausjärjestelmissä.

Periaate perustuu kulmanmomentin säilymiseen. Pyörivä roottori tuottaa suurta kulmanmomenttia, jolloin ulkoiset vääntövoimat aiheuttavat roottorin suunnan muutoksia preesion seurauksena. Tämän muutoksen mittaamalla voidaan määrittää kulmanopeus tai asento, ja gyroskooppi voi toimia vakaajana.

Tyypillisesti on kolme pääkategoriaa: mekaaniset gyroskoopit, joissa roottori on kiinnitetty gimbaleihin; optiset gyroskoopit kuten renkaalaserigroskooppi (RLG) ja kuituoptinen gyroskooppi (FOG); sekä MEMS-gyroskoopit, joita käytetään nykyään laitteissa kuten älypuhelimissa ja pienemmissä sensorijoukoissa.

Käyttökohteita ovat navigaatio ja inertiaalinen ohjaus: ilmailu, avaruusteollisuus sekä kuluttajatuotteet kuten älypuhelimet ja kameroiden vakausjärjestelmät. Kolmiakseliset gyroskoopit tarjoavat tiedon sekä asennon muutoksista että kulmanopeuksista.

Historia: gyroskooppeja kehitettiin 1800- ja 1900-luvuilla. Periaatetta havainnollisti jo 1800-luvulla tutkittu roottorin vakaus; 1900-luvulla inertianavigaatioteknologiat ja sotilaallinen sekä avaruusteknologia lisäsivät kehitystä. Viime vuosikymmeninä MEMS-tekniikka on tehnyt gyroskopeista pienikokoisia ja kustannustehokkaita sekä yleistänyt niiden käyttöä huomattavasti.