Техника

Каков принцип работы цифровых гироскопов?

Везде пишут, что они измеряют угловую скорость, но как? Чтобы выразить через центростремительное ускорение, то нужно знать радиус. Или там по другому принципу? Не понятно.
Вибрационные МЭМС-гироскопы — устройства, сохраняющие направление своих колебаний при повороте основания пропорционально угловой скорости (ДУС — датчики угловой скорости) или углу поворота основания (интегрирующие гироскопы). Этот тип гироскопов является намного более простым и дешёвым при сопоставимой точности по сравнению с роторными гироскопами. В англоязычной литературе также употребляется термин «Кориолисовы вибрационные гироскопы» — хотя принцип их действия основан на эффекте действия силы Кориолиса, как и у роторных гироскопов.

Например, микромеханические вибрационные гироскопы применяются в системе измерения наклона электрического самоката Segway. Система состоит из пяти вибрационных гироскопов, данные которых обрабатываются двумя микропроцессорами.

Подобные типы микрогироскопов используются в мобильных устройствах, в частности, в мультикоптерах, фотоаппаратах и видеокамерах (для управления стабилизацией изображения), в смартфонах и т. д.
Алёна Русскова
Алёна Русскова
8 691
Лучший ответ
Оптические гироскопы [править | править вики-текст]
Основные статьи: Лазерный гироскоп, Волоконно-оптический гироскоп

Схема лазерного гироскопа. Здесь луч лазера циркулирует с помощью зеркал и постоянно усиливается лазером. Замкнутый контур имеет ответвление в датчик на базе интерферометра.
Делятся на лазерные (активные оптические) гироскопы, пассивные оптические гироскопы, волоконно-оптические и интегрально-оптические (ВОГи ИОГ). Принцип действия основан на эффекте Саньяка, открытом в 1913 году [14][15]. Теоретически он объясняется с помощью СТО. Согласно СТО скорость света постоянна в любой инерциальной системе отсчёта [16]. В то время как в неинерциальной системе она может отличаться от c[17]. При посылке луча света в направлении вращения прибора и против направления вращения разница во времени прихода лучей (определяемая интерферометром) позволяет найти разницу оптических путей лучей в инерциальной системе отсчёта, и, следовательно, величину углового поворота прибора за время прохождения луча. Величина эффекта прямо пропорциональна угловой скорости вращения интерферометра и площади, охватываемой путём распространения световых волн в интерферометре [14]:

{\displaystyle \Delta t={\frac {4S\Omega }{c^{2}}},}
где {\displaystyle \Delta t} -разность времён прихода лучей, выпущенных в разных направлениях, {\displaystyle S} — площадь контура, {\displaystyle \Omega } — угловая скорость вращения гироскопа. Так как величина {\displaystyle \Delta t} очень мала, то её прямое измерение с помощью пассивных интерферометров возможно только в волоконно-оптических гироскопах с длиной волокна 500—1000 м. Во вращающемся кольцевом интерферометре лазерного гироскопа можно измерить фазовый сдвиг встречных волн, равный [14]:

{\displaystyle \Delta \varphi ={\frac {8\pi S\Omega }{\lambda c}},}
где {\displaystyle \lambda } — длина волны.
"цифровой гироскоп" часто применяют, но под ним подразумевают совсем разные вещи. Скорее всего с цифровым интерфейсом и содержащий микроконтроллер, корректирующий погрешности. Хотя некоторые типы гироскопов по принципу действия выдают импульсы лазерный например.
РМ
Роман Масык
8 679
Кстати, если заинтересовались этой темой, то можно даже поэкспериментировать! Сейчас есть возможность купить любой гироскоп, https://inelso.ru/catalog/inertsialnye_datchiki/giroskopy/. Отличный вариант.