Akcelerometr vs gyroskop
Akcelerometr a gyroskop jsou dvě zařízení pro snímání pohybu běžně používaná v moderních technologických zařízeních. Jejich provoz je založen na konceptu setrvačnosti, což je neochota hmot změnit svůj pohybový stav, proto se v inženýrských aplikacích nazývá inerciální měřicí jednotky.
Akcelerometr, jak název napovídá, se používá k měření lineárního zrychlení a gyroskopy se používají k měření různých parametrů rotačního pohybu. Kombinací informací získaných z těchto dvou zařízení lze s vysokou přesností vypočítat a promítnout pohyb objektu v 3D prostoru.
Více o Accelerometer
Akcelerometr je zařízení používané k měření správného zrychlení; tj. fyzické zrychlení objektu. Nezbytně neměří rychlost změny rychlosti v tomto rámu, ale zrychlení, které tělo nebo rám zažívá. Akcelerometr zobrazuje zrychlení 9,83 ms-2 na Zemi, nula při volném pádu a ve vesmíru, když je v klidu. Jednoduše řečeno, akcelerometr měří zrychlení g-force objektu nebo rámu.
Obecně má struktura akcelerometru hmotu spojenou s pružinou (nebo dvěma). Prodloužení pružiny pod silou působící na hmotu udává míru zrychlení, které působí na systém nebo rám. Velikost prodloužení je převedena na elektrický signál pomocí piezoelektrického mechanismu.
Akcelerometry měří g-sílu působící na tělo a měří pouze lineární zrychlení. Nemůže poskytnout přesná měření o rotačním pohybu těla, ale může poskytnout informace o úhlové orientaci plošiny nakloněním vektoru gravitace.
Akcelerometry mají aplikace téměř ve všech oblastech, které vyžadují měření pohybu stroje ve 3D prostoru a při měření gravitace. Inerciální navigační systém, který je nezbytnou součástí navigačního systému letadel a raket, využívá vysoce přesné akcelerometry a využívají je i moderní mobilní zařízení, jako jsou chytré telefony a notebooky. U těžkých strojů se ke sledování vibrací používají akcelerometry. Akcelerometry mají významné zastoupení ve strojírenství, medicíně, dopravních systémech a spotřební elektronice.
Více o gyroskopu
Gyroskop je zařízení pro měření orientace plošiny a funguje na principu zachování momentu hybnosti. Princip zachování momentu hybnosti uvádí, že když se rotující těleso pokusí změnit svou osu, těleso projeví nechuť ke změně, aby si zachovalo moment hybnosti.
Mechanické gyroskopy mají obecně rotující hmotu (obvykle disk) připojenou k závěsu tyčí působící jako osa. Hmota se neustále otáčí, a když dojde ke změně orientace plošiny, v kterémkoli ze tří rozměrů, zůstane chvíli ve své původní poloze. Z měření změn polohy rámu gyroskopu vzhledem k ose otáčení lze získat informaci o změně úhlové orientace.
Kombinací těchto informací s akcelerometry lze vytvořit přesný obraz polohy snímku (nebo objektu) v 3D prostoru.
Stejně jako akcelerometry jsou gyroskopy také hlavní součástí navigačních systémů a jakéhokoli inženýrského oboru, který souvisí s monitorováním pohybu. V moderních zařízeních spotřební elektroniky, zejména mobilních zařízeních, jako jsou chytré telefony a kapesní počítače, se k udržení orientace používají jak akcelerometry, tak gyroskopy, aby byl displej vždy ve správném směru. Tyto akcelerometry a gyroskopy se však liší strukturou.
Jaký je rozdíl mezi akcelerometrem a gyroskopem?
• Akcelerometr měří správné lineární zrychlení, jako je g-force.
• Zatímco gyroskopy měří změnu orientace pomocí změn úhlových vlastností, jako je úhlové posunutí a úhlová rychlost.
