มาตรความเร่งกับไจโรสโคป
มาตรความเร่งและไจโรสโคปเป็นอุปกรณ์ตรวจจับการเคลื่อนไหวสองแบบที่ใช้กันทั่วไปในอุปกรณ์เทคโนโลยีสมัยใหม่ การดำเนินการของพวกเขาขึ้นอยู่กับแนวคิดของความเฉื่อย ซึ่งเป็นการฝืนใจของมวลที่จะเปลี่ยนสถานะของการเคลื่อนที่ จึงเรียกว่าหน่วยวัดแรงเฉื่อยในการใช้งานทางวิศวกรรม
มาตรความเร่ง ตามชื่อที่ใช้ในการวัดความเร่งเชิงเส้น และใช้ไจโรสโคปเพื่อวัดพารามิเตอร์การเคลื่อนที่แบบหมุนต่างๆ เมื่อรวมข้อมูลที่ได้รับจากอุปกรณ์ทั้งสองเข้าด้วยกัน การเคลื่อนที่ของวัตถุในพื้นที่ 3 มิติสามารถคำนวณและฉายภาพได้อย่างแม่นยำในระดับสูง
เพิ่มเติมเกี่ยวกับมาตรความเร่ง
มาตรความเร่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดความเร่งที่เหมาะสม กล่าวคือความเร่งทางกายภาพที่วัตถุประสบ มันไม่จำเป็นต้องวัดอัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็วในเฟรมนั้น แต่ความเร่งที่ร่างกายหรือเฟรมประสบ มาตรความเร่งจะแสดงความเร่ง 9.83 มิลลิวินาที-2 บนพื้นโลก โดยมีค่าเป็นศูนย์ในการตกและในอวกาศอย่างอิสระเมื่ออยู่นิ่ง พูดง่ายๆ ก็คือ มาตรความเร่งจะวัดความเร่ง g-force ของวัตถุหรือเฟรม
โดยทั่วไป โครงสร้างของมาตรความเร่งจะมีมวลเชื่อมต่อกับสปริง (หรือสองอัน) การยืดตัวของสปริงภายใต้แรงที่กระทำต่อมวลเป็นตัววัดความเร่งที่กระทำต่อระบบหรือโครงเครื่องอย่างเหมาะสม ขนาดของการยืดตัวจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยกลไกแบบเพียโซอิเล็กทริก
มาตรความเร่งจะวัดแรง g ที่กระทำต่อร่างกายและวัดเฉพาะความเร่งเชิงเส้นเท่านั้น ไม่สามารถให้การวัดที่แม่นยำเกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบหมุนของร่างกาย แต่สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับการวางแนวเชิงมุมของแท่นได้ด้วยการเอียงของเวกเตอร์แรงโน้มถ่วง
มาตรความเร่งมีการใช้งานในเกือบทุกสาขาที่ต้องใช้การเคลื่อนที่ของเครื่องจักรในพื้นที่สามมิติเพื่อวัดและในการวัดแรงโน้มถ่วง ระบบนำทางเฉื่อยซึ่งเป็นส่วนสำคัญของระบบนำทางของเครื่องบินและขีปนาวุธใช้มาตรความเร่งที่มีความแม่นยำสูงและอุปกรณ์เคลื่อนที่ที่ทันสมัย เช่น สมาร์ทโฟนและแล็ปท็อปก็ใช้เช่นกัน ในเครื่องจักรกลหนัก จะใช้มาตรความเร่งเพื่อตรวจสอบการสั่นสะเทือน มาตรความเร่งมีความสำคัญในด้านวิศวกรรม ยา ระบบขนส่ง และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
เพิ่มเติมเกี่ยวกับไจโรสโคป
ไจโรสโคปเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดการวางแนวของแท่นและทำงานโดยยึดหลักการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม หลักการคงสภาพโมเมนตัมเชิงมุมไว้ เมื่อวัตถุหมุนพยายามเปลี่ยนแกน ร่างกายแสดงความไม่เต็มใจต่อการเปลี่ยนแปลง เพื่อรักษาโมเมนตัมเชิงมุมไว้
โดยทั่วไปแล้ว ไจโรสโคปเชิงกลจะมีมวลหมุนมวลหมุนไปเรื่อย ๆ และเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงการวางแนวของแท่นในสามมิติใด ๆ มวลจะยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิมชั่วขณะหนึ่ง จากการวัดการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของกรอบไจโรสโคปที่สัมพันธ์กับแกนของการหมุน สามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของการวางแนวเชิงมุมได้
เมื่อรวมข้อมูลนี้เข้ากับมาตรความเร่งแล้ว สามารถสร้างภาพที่ถูกต้องของตำแหน่งของเฟรม (หรือวัตถุ) ในพื้นที่ 3 มิติได้
เช่นเดียวกับมาตรความเร่ง ไจโรสโคปยังเป็นองค์ประกอบหลักของระบบนำทางและสาขาวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบการเคลื่อนไหว ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคสมัยใหม่ โดยเฉพาะอุปกรณ์พกพา เช่น สมาร์ทโฟนและคอมพิวเตอร์พกพา ใช้ทั้งมาตรความเร่งและไจโรสโคปเพื่อรักษาทิศทาง เพื่อให้จอแสดงผลอยู่ในทิศทางที่ถูกต้องเสมอ อย่างไรก็ตาม มาตรความเร่งและไจโรสโคปเหล่านี้มีโครงสร้างต่างกัน
มาตรความเร่งกับไจโรสโคปต่างกันอย่างไร
• มาตรความเร่งวัดความเร่งเชิงเส้นที่เหมาะสม เช่น g-force
• ในขณะที่ไจโรสโคปวัดการเปลี่ยนแปลงของทิศทางโดยใช้การเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติเชิงมุม เช่น การกระจัดเชิงมุมและความเร็วเชิงมุม