Что такое гироскоп в планшете
Как часто вы задаётесь вопросом, из чего состоят те устройства, которые помогают вам справляться с повседневными делами, служат окном в мир социальных сетей и забавных видео на YouTube, являются вашими постоянными спутниками и верными помощниками? Да-да, речь именно о смартфонах, планшетах и прочих гаджетах, которые прочно вошли в наши жизни. А ведь если вдуматься, то об их внутреннем устройстве большинство пользователей даже не подозревают. Будем это исправлять, рассказывая понемногу о тех модулях, из которых и состоят наши девайсы. И сегодня мы поговорим о том, что такое гироскоп в планшете, смартфоне или ноутбуке.
Содержание
- 1 Взгляд в прошлое
- 2 Как это используется и зачем оно нужно в моих гаджетах?
- 3 Что делать, если гироскоп не работает
Взгляд в прошлое
Для начала немного истории. Принцип действия гироскопа впервые был предложен в 1817 году немецким астрономом и математиком Иоанном Боненбергером, который назвал его «ротационной машиной» и использовал для наглядной демонстрации принципов, согласно которым Земля вращается вокруг своей оси. Позже, в 1852 году, конструкция была усовершенствована французским учёным Жаном Фуко, который и продемонстрировал её впервые под именем «гироскоп». Своё практическое применение гироскоп впервые нашёл в 1880-х как часть стабилизационной системы наведения торпед.
Так что же это такое? Не будем пытаться описывать устройство первых гироскопов, сейчас их существует много разновидностей — от механических до лазерных. Скажем только, что это датчик, который определяет положение объекта в пространстве, и не только положение, но и скорость его изменения. Сейчас многие, вероятно, подумают, что речь идёт об акселерометре. На самом деле нет, это разные приборы, хотя они часто и эксплуатируются в паре. Акселерометр фактически, если отвлечься от скучных научных определений, измеряет угол поворота объекта относительно плоскости планеты. Гироскоп же намного точнее, и утилизация их в паре даёт гораздо более точное определение положения объекта в пространстве.
Как это используется и зачем оно нужно в моих гаджетах?
Используется гироскоп очень по-разному. Здесь, наверное, целесообразно ещё раз оглянуться назад — дело в том, что гироскопы начали применяться в электронных устройствах достаточно давно, задолго до первых смартфонов и планшетов. Изначально они устанавливались в ноутбуки бизнес-класса или защищённые промышленные модели. В общем, туда, где сохранность устройства или информации, которая на нём хранится, критически важна. Благодаря своей возможности определять скорость изменения положения гаджета в пространстве, гироскоп успевал в случае, например, падения ноутбука отдать команду электронике, чтоб та запарковала считывающие головки чувствительного к встряскам жёсткого диска. Таким образом, сохранялась работоспособность девайса и находящихся на нём данных.
В мобильных же устройствах (смартфонах, планшетах) жёсткие диски применялись крайне редко, здесь отдавали предпочтение флеш-памяти, которая переносит такие потрясения лучше. Поэтому на первых порах в мобильных гаджетах использовали уже упоминавшийся акселерометр. В самом деле, зачем ставить более дорогой модуль там, где можно получить необходимые функции более бюджетным? Этот подход применялся в силу сложившихся сценариев утилизации устройств — акселерометр в основном отвечал за поворот экрана при смене ориентации гаджета в пространстве. Так продолжалось до момента, когда всем известная компания из Купертино (речь, конечно, об Apple) не представила свой очередной смартфон. На презентации iPhone 4 Стив Джобс сделал особый акцент на том, что в новом смартфоне компании установлен именно гироскоп.
Сейчас, вероятно, проще перечислять гаджеты без этого очень полезного датчика (и в основном это будут разные бюджетные модели), чем те, в которых он занимает своё почётное место.
Гироскоп нашёл своё применение во многих сценариях использования мобильных девайсов:
Гироскоп в планшете- Начнём с самого очевидного — мобильный гейминг с приходом гироскопа получил абсолютно новый уровень пользовательского опыта. Согласитесь, намного приятнее рулить мощным болидом в гонке, используя планшет в качестве руля. А ведь именно благодаря гироскопу гаджет так точно отзывается на малейшие движения ваших рук, давая ощущения полного контроля над машиной. То же можно сказать про всевозможные авиасимуляторы и про другие игры, где управление построено не на привычных «тапах» по экрану, а на использовании поворота или встряхивания устройства.
- Взаимодействие с программным обеспечением. Гироскоп позволяет настолько точно измерять положение вашего планшета или смартфона в пространстве, что, установив специальное ПО, можно использовать его как строительный уровень или отвес, или измерять угол наклона объектов. Во многих приложениях стали внедрять управление поворотом гаджета или встряхиванием, пионерами здесь были Apple с тем самым iPhone 4, в котором встряхиванием устройства можно было управлять музыкальным проигрывателем. Ещё один очевидный пример — калькулятор. Всем привычно, что при смене ориентации девайса на альбомную он становится инженерным. Догадываетесь, какой модуль за это отвечает?
- В навигационных системах самолётов и иного транспорта гироскопы применяются уже давно. Нынче это обычное дело и в мобильном помощнике — когда вы поворачиваете за угол, карта на дисплее вашего планшета также разворачивается, чтоб вы всегда видели перед собой правильное направление пути.
Можно придумать ещё много сценариев использования гироскопа, это лишь самые очевидные, те, которые мы эксплуатируем каждый день, не задумываясь, что именно помогает нам совершать все эти полезные действия.
Что делать, если гироскоп не работает
Конечно, иногда бывает и такое, что датчик не работает или работает, но не очень корректно. В данном случае советуем произвести калибровку гироскопа — это часто можно сделать при помощи встроенных возможностей девайса, если нет, то в магазинах приложений найдётся много утилит, призванных помочь вам в этом. Возможно, что вы и сами просто отключили модуль — распространённая ситуация, когда хочется почитать, лёжа в кровати, а текст упорно разворачивается в альбомную ориентацию. Согласитесь, неудобно. Потому многие и отключают модуль, и, как это часто бывает, потом забывают включить его снова. Но если и модуль включен, и калибровка не помогла — что ж, самое время посетить сервисный центр.
Вот такой полезный модуль установлен в наших с вами любимых гаджетах. Всегда ведь интересно знать, как работает то, чем вы пользуетесь каждый день. Делитесь этими знаниями с друзьями. Оставайтесь с нами и до новых встреч!
Короткое видеознакомство с гироскопом:
Для чего нужен гироскоп в смартфоне и что это такое? Можно ли его выключить?
Содержание
- Что такое гироскоп в телефоне
- Кто и когда изобрёл
- Как устроен гироскоп в смартфоне, отличие гироскопа от акселерометра
- Для чего нужен гироскоп в телефоне
- КТО И КАК ИСПОЛЬЗУЕТ ГИРОСКОП ЧАЩЕ ВСЕГО
- Смена ориентации экрана
- Встряхивания
- GPS
- Игры
- Виртуальная реальность
- Гиродатчики в смартфонах и планшетах
- Как узнать, имеется ли гироскоп в смартфоне или планшете
- Как включить и настроить гироскоп на телефоне?
- Калибровка
- Как включить гироскоп на Андроиде?
- Что делать, если нет гироскопа на телефоне
- Есть ли возможность провести настойку гироскопа?
- Гироскоп в часах и в фитнес-браслете
- Гироскопы в других устройствах
- Приложения-развлечения с гироскопом
- iBeer
- Sky View
- Подводим итоги
Что такое гироскоп в телефоне
Гироскоп в телефоне – это специальный датчик, предназначенный для определения положения устройства в пространстве. Его нельзя назвать новым изобретением, так как подобную технологию можно было встретить уже в 19-ом веке. В то время это был довольно громоздкий прибор, представляющий собой круг, вращающийся вокруг оси. Если объяснять более конкретно, то он был похож на детскую юлу или волчка.
Понятное дело, что в смартфоны устанавливается совершенно другая конструкция. Это небольшой датчик, который обладает длиной в 3-5 мм, высотой в 5 мм, а шириной в 4 мм. Даже несмотря на столь смешные габариты, многие производители не устанавливают его в свои аппараты, стремясь сделать телефон максимально тонким. Гироскоп вычисляет угол наклона устройства относительно земли, а после передаёт полученные данные операционной системе.
Без подобного датчика было бы сложно играть в игры, особенно гонки, где для управления требуется поворачивать смартфон. Качественные гироскопы настолько точные, что способны определять отклонения на 1-2 градуса. Этого достаточно, чтобы вовремя изменить ориентацию экрана телефона или повернуть игрового персонажа.
Кто и когда изобрёл
Как часто бывает, изобретение это оказалось совсем не новым. В начале XIX века гироскоп изобрёл немецкий физик Иоганн Готтлиб Фридрих фон Боненбергер.
В середине XIX века изобретение Боненбергера доработал француз Фуко – тот самый, создатель знаменитого маятника. Тогдашние приборы использовали сложную систему механической балансировки массивного тела, чтобы оно оставалось на месте. А угол наклона тела по отношению к земной оси можно было измерить по изменению положений опор груза. Таким образом, прибор определял направление движения в пространстве через угол наклона к земной оси.
Принцип работы гироскопа в мобильном устройстве несколько иной: чтобы вписаться в миниатюрный чип, используются специальные конденсаторы, которые считывают смещение кристалла внутри чипа и так измеряют его отклонение от оси.
На сегодняшний день гироскоп в телефоне – вещь обязательная. До этого за определение положения отвечали одни только акселерометры – они худо-бедно справлялись, но, как оказалось, можно и лучше. Сегодня используются комбинированные модули из акселерометра и гироскопа, которые позволяют с высокой точностью отслеживать движения и посылать данные на обработку.
Как устроен гироскоп в смартфоне, отличие гироскопа от акселерометра
Естественно, гироскоп в смартфоне существенно отличается в плане конструкции от классических гироскопов, хотя и служит той же цели. Механическая энергия в нём преобразуется в электрическую, формирующую последовательность битов – бинарный код, лежащий в основе всех компьютерных программных систем. Никаких вращающихся волчков в гироскопах электронных устройств, разумеется, нет, они слишком малы для этого. Вместо них используется подвижные массы вещества, смещение которых вызывает изменение электрической емкости конденсаторов, регистрируемое микропроцессором.
Вместо конденсаторов могут использоваться вырабатывающие ток пьезокристаллы, особенно часто встречающиеся в определяющих положение в пространстве датчиках другого типа – акселерометрах. Конструктивно акселерометры очень похожи на гироскопы, в них также имеется подвижный элемент – специальный грузик, смещение которого при наклоне устройства оказывает воздействие на пьезокристалл. Таким образом, скорость и давление преобразуются в электрический сигнал, обрабатываемый соответствующим образом микропроцессором. Итак, некоторое представление о том, что это такое гироскоп в смартфоне вы, надеемся, получили.
И вот еще пару моментов. И гироскопы, и акселерометры являются инерционными МЭМС-датчиками, отличаясь, однако, принципом получения данных. Если гироскоп определяет только угол наклона по отношению к земной поверхности, то акселерометр может измерять линейное ускорение, то есть перемещение по горизонтали относительно земли. На практике в смартфонах и прочих устройствах нередко устанавливаются оба датчика, которые прекрасно дополняют друг друга. Теперь давайте посмотрим, как узнать есть ли гироскоп в телефоне.
Для чего нужен гироскоп в телефоне
Как было сказано выше, главное предназначение гироскопа в телефоне – это определение положения устройства в пространстве. Но зачем системе знать, насколько градусов наклонён смартфон? Ответ на этот вопрос вы можете найти далее, ознакомившись со следующим списком:
- Просмотр видео в 360 градусов. Если у вас есть очки виртуальной реальности, то вы можете просматривать ролики и играть в игры без нажатий по экрану. Все повороты становятся возможными благодаря гироскопу.
- Встряхивание телефона. Без рассматриваемого датчика нельзя было бы использовать функцию, позволяющую разблокировать смартфон после встряхивания.
- Использование навигации. Без гироскопа практически невозможно пользоваться GPS и компасом. Этот датчик позволяет определять стороны горизонта и расположение человека относительно спутника.
- Управление персонажем в играх. Существует огромное количество мобильных игр, где для управления автомобилем или героем нужно поворачивать телефон. Без гироскопа система никак не смогла бы понять положение устройства.
Конечно, в этом списке описаны не все ситуации, где используется гироскоп, но их будет достаточно для первоначального ознакомления.
КТО И КАК ИСПОЛЬЗУЕТ ГИРОСКОП ЧАЩЕ ВСЕГО
Конечно же это геймеры. Именно они по достоинству оценят наличие гироскопов в смартфонах. Наличие данного устройства в девайсе превращает процесс игры в совершенно иное качество – картинка становится более реалистичной. В основном это гонки, шутеры, симуляторы. В шутерах выстрел необходимо осуществить при помощи нажатия и для того, чтобы навести прицел, необходимо изменить положение телефона, а камера в игрушке повернется вслед за девайсом, в гонках входы в повороты на виртуальном авто настолько реалистичны, что по ощущениям это можно сравнить с ездой на реальном авто.
Смена ориентации экрана
Именно так работал гироскоп, впервые использованный в «яблочном» смартфоне. Теперь на всех современных смартфонах экран переворачивается автоматически, а изображение растягивается на весь экран стоит владельцу со смартфоном в руках поменять положение в пространстве.
Больше не нужно ставить «галочки» в пунктах меню и переворачивать изображения принудительно.
Встряхивания
Гироскоп позволяет, просто встряхнув смартфон, задействовать целый ряд функций:
- Ответ на входящий вызов
- Перелистывание страниц в электронной книге
- Смена музыкальной композиции в проигрывателе
- Использование калькулятора с минимальным задействованием пальцев
GPS
Гироскоп помогает ориентироваться на местности. Особенно в наличии подобного модуля нуждаются пользователи, которые пассивному отдыху предпочитают активный. С помощью GPS на экране телефона появляется карта, фиксирующая направление движения человека при любом повороте тела. Например, владелец устройства стоит лицом к водохранилищу, оно тут же отобразится на карте. Когда владелец смартфона развернется к реке спиной, картинка на мониторе мгновенно изменится.
Игры
Гироскоп буквально вывел мобильные игры на новый уровень:
В гонках, «стрелялках», симуляторах и прочих «подвижных» играх игрок просто поворачивает смартфон в нужную сторону, часто интуитивно, даже не замечая этого.
Необходимость нажимать кнопки, делать жесты на экране отсутствует.
Виртуальная реальность
Только смартфоны с гироскопом позволяют насладится VR приложениями в полном объеме: осматриваться вокруг, поворачиваться и «ходить» по всем направлениям.
Гиродатчики в смартфонах и планшетах
Начиная с 2010 года, компания Apple снабдила iPhone 4 и последующие модели комбинацией из гироскопа и акселерометра. Такие комбинированные датчики очень хорошо отслеживают изменение положения смартфона или другого устройства (например, фитнес-трекера или умных часов). Чуть позже появился гироскоп в смартфоне на базе Андроид и планшете.
Теперь уже сложно представить себе устройство, не реагирующее на поворот. Наоборот, в моде тонкое управление. Например, вы можете рулить машиной в виртуальных гонках, просто вращая в руках телефон, как «баранку». Когда вы читаете книгу, экран может повернуться вправо или влево, и даже вверх ногами; но если вы выходите на рабочий стол телефона, поворот отключается. А вот планшет того же производителя и с той же версией ОС на поворот отреагирует и превратится в подобие ноутбука. И это только малая часть примеров тонкой настройки. В конце концов, в настройках можно вообще выключить и снова включить гироскоп на Андроиде, если в одних ситуациях он полезен, а в других мешает.
Как узнать, имеется ли гироскоп в смартфоне или планшете
Существуют несколько способов узнать о том, присутствует ли в вашем устройстве гироскоп. Самый банальный — это пойти на официальный сайт производителя, чтобы ознакомиться с техническими характеристиками гаджета. Конкретно гироскоп нужно искать в перечне датчиков. Но мы ведь не ищем легких путей? Поэтому перейдет к другим способам.
Если на ваш смартфон или планшет установлен клиент YouTube, то откройте его и введите в поисковую строку запрос «360 видео». Запустите показ любого из выданных результатов. Если вы можете вертеть взглядом виртуальной камеры при помощи поворотов смартфона, то гироскоп присутствует и успешно функционирует. Если поворачивать взгляд можно только пальцем, то датчика в составе аппарата нет.
Другой способ заключается в использовании приложения AnTuTu Benchmark. Вам нужно его скачать, установить и запустить. Во вкладке «Инфа» вы обнаружите все технические спецификации своего устройства. В том числе вы увидите наименование встроенного гироскопа. Либо обнаружите, что он «Не поддерживается» (то есть, его попросту нет).
Вместо AnTuTu можно установить и более специализированную утилиту. Речь идет о Sensor Sense. Он отображает показания со всех встроенных в смартфон датчиков. Если гироскопа в списке нет, то он в гаджет не встроен. Это можно сказать и в том случае, если данные у этого датчика не изменяются при вращении аппарата в руках.
Как включить и настроить гироскоп на телефоне?
Не менее важный вопрос — как включить гироскоп на телефоне с Андроид и пользоваться новыми возможностями. Сразу отметим, что датчик работает постоянно и не требует активации. Если речь идет о повороте экрана при просмотре изображения или видео, за эту функцию несет ответственность акселерометр. Ее можно деактивировать. Для этого:
- Войдите в настройки телефона.
- Кликните по ссылке Экран.
- Найдите пункт Автоповорот экрана;
- Отключите его.
- Или просто откройте шторку и включите его.
На некоторых старых устройствах (к примеру, планшетных ПК) предусмотрен отдельный тумблер. При его переводе в определенную позицию перемещение экрана блокируется вне зависимости от выставленных настроек. Так что отключить гироскоп на Андроиде не получится. Этот датчик предусмотрен на телефоне, либо производитель отказался от его установки.
Аналогичный подход работает и в вопросе установки параметров. Пользователь не может настроить гироскоп на Андроиде. Необходимые калибровочные работы выполняются производителем. Настройка возможно только для акселерометра, о котором упоминалось выше. При этом производители смартфонов не предусматривают специальных программ для выполнения работы.
Указанные выше способом калибруется акселерометр, а настройка гироскопа на Андроид не нужна. Если этот датчик и установлен, он всегда работает правильно.
Калибровка
Датчик гироскопа в смартфоне – это ценнейший инструмент, но иногда он сбивается. К счастью, его можно откалибровать заново практически во всех актуальных моделях.
Калибровка гироскопа в Android делается с помощью соответствующих приложений. Чтобы откалибровать навигационный прибор на Андроид, лучше всего воспользоваться сторонним приложением. Дело в том, что разные производители используют несколько разные технологии и разные чипы, поэтому приложение, совместимое со всеми устройствами, должно быть независимым. Мы можем рекомендовать вам приложение Accelerometer Calibration Free. К сожалению, у него нет русскоязычного интерфейса, однако оно достаточно понятно и без перевода.
Apple, совершенно в своей манере, предполагает, что калибровка датчика в iPhone не нужна. Лукавит, конечно. Настроить гироскоп в айфоне бывает просто необходимо.
Для рекалибровки рекомендуют следующий сценарий действий:
- Перезагрузите (выключите и включите) iPhone.
- Запустите приложение «Компас».
- Если калибровка датчиков сбилась, приложение само запустит режим калибровки.
- Наклоняйте iPhone из стороны в сторону, пока круг калибровки не заполнится.
- Когда приложение покажет вам собственно компас, это означает, что прибор откалиброван.
Как включить гироскоп на Андроиде?
Данный элемент смартфона работает на постоянной основе. Его нельзя включить или отключить. Если вы в этот момент думаете о функции поворота экрана, то за неё отвечает акселерометр. И эту функцию действительно можно отключить. Для этого совершите следующие действия:
Шаг 1. Перейдите в раздел с настройками системы.
Шаг 2. Перейдите в подраздел «Экран».
Шаг 3. Здесь вы без труда обнаружите пункт, отвечающий за действия устройства при его повороте. Смените его значение на нужное.
На смартфонах с актуальной версией Android управлять опцией автоповорота экрана можно через панель уведомлений. В зависимости от модели устройства данный параметр может называться по-разному.
На корпусе некоторых старых гаджетов (в основном на планшетных компьютерах) можно обнаружить отдельный переключатель. Он блокирует поворот экрана, вне зависимости от выставленных настроек.
Что делать, если нет гироскопа на телефоне
После проверки функциональных возможностей аппарата многие спрашивают, что делать, если нет гироскопа на телефоне. В таком случае ничего предпринять нельзя, ведь подобный датчик либо устанавливается производителем, либо нет. Если человек планирует поиграть в виртуальную реальность, придется покупать модель, где предусмотрена такая опция.
Сразу возникает вопрос, в каких телефонах есть гироскоп. Для покупки аппарата войдите на любой сайт, который продает смартфоны, и задайте в фильтре наличие этого датчика. Количество вариантов достаточно, чтобы подобрать себе подходящую модель. Производители прекрасно знают, за что отвечает гироскоп, поэтому стараются добавлять модуль в техническую часть новой продукции. В частности, такие датчики есть почти в телефонах Apple, Asus, Samsung, Blackview и других. Перечислять все модели нет смысла, ведь количество устройств с такой опцией исчисляется сотнями.
Ну вот и все. Теперь вы знаете, зачем гироскоп в смартфоне, что это за устройство, и какую пользу оно приносит владельцу смартфона. Помните, что включить и настроить этот датчик не удастся. Он работает всегда, если производитель предусмотрел его на своем устройстве. Следовательно, при выборе будьте внимательны и проверяйте характеристики аппарата.
Есть ли возможность провести настойку гироскопа?
Как я сказал раньше, гироскоп – это самостоятельное устройство, в функционирование которого вмешиваться не стоит. К примеру, акселерометр есть возможность откалибровать, но настройки гороскопа никак изменить невозможно. Если он в смартфоне отсутствует, то нужно купить новый смартфон, чтобы заниматься играми с дополнительной реальностью.
Гироскоп в часах и в фитнес-браслете
Гироскоп в часах – это один из важнейших элементов взаимодействия с миром. Когда вы поднимаете руку с носимым устройством, и в нем включается дисплей – это работает он, родимый. Когда новейшие Apple Watch распознают, что владелец упал и лежит без движения, и вызывают 911 – за спасение своей жизни хозяин должен сказать спасибо этому датчику. Также гироскоп отвечает за фитнес-функции, которые есть во всех современных моделях умных часов.
Он же помогает умному трекеру отследить, как вы ворочаетесь во сне, и оценить качество вашего сна. А более тонкое определение движений помогает распознавать разные виды спорта, которыми вы занимаетесь. Именно гироскоп в фитнес-браслете определяет количество сделанных вами шагов, по тому, как меняется ваше положение во время шага.
Гироскопы в других устройствах
Мы не берём в расчёт применение прибора в транспортных средствах или профессиональных системах навигации. Существуют и относительно небольшие устройства, в которых применяется навигационный прибор. Просто перечислим некоторые из них:
- Геймпады. Современные игровые приставки (Xbox, Playstation) оснащаются контроллерами, которые реагируют на наклон. Это придаёт управлению больше динамики.
- Механические часы. Назвать «массовыми» часики за полмиллиона долларов язык, конечно, не повернётся. Но увидеть, как циферблат в них принимает горизонтальное положение при любом повороте – бесценно.
- Сегвеи. Гироскоп в этих электрических транспортных средствах отвечает за равновесие, а это бесценно, когда вы мчитесь по городским улицам быстрее любого прохожего или даже бегуна.
Приложения-развлечения с гироскопом
Сфера применения мобильных телефонов колоссальна. Но не все пользователи знают, что в магазине приложений можно скачать программы-развлечения с гидродатчиком, которые позволяют взглянуть на смартфон совсем с другой стороны и раскрыть весь потенциал, заложенный в девайсе.
iBeer
Программа для развлечения в кругу друзей. Приложение поддерживают смартфоны, работающие на ОС Андроид. После того, как владелец девайса нажимает на клавишу «Старт», экран преобразуется в пивной бокал, наполненный янтарной, пузырящейся жидкостью. При наклоне мобильного телефона количество пива в бокале начинает уменьшаться. При встряхивании на дисплее появляются новые пузырьки, шапка пены увеличивается.
Настройки программы позволяют выбрать сорт «выпиваемого» владельцем смартфона пива, количество наполнений бокала не ограничено. Приложение бесплатное. Единственный недостаток – встроенные блоки рекламы перед каждым наполнением бокала.
Sky View
Интересная программа для любителей астрономии. Приложение не просто предоставляет пользователю красивую картинку, но и помогает узнать много нового. После скачивания Sky View камера мобильного телефона, направленная на небо, позволяет определить любую видимую звезду или другое небесное тело.
Разработчик анонсирует, что сервис выделит даже международную космическую станцию и спутник типа Хаббл. Прикоснувшись к небесному объекту, пользователь получает всю информацию о нем: расстояние от Земли, радиус, точное название. Программа дает возможность изучать время. На линии, по которой небесный объект движется в космосе, можно проследить его месторасположение в определенный временной отрезок. Чтобы насладиться сервисом в полном объеме, подключение к интернету не нужно.
Подводим итоги

Источники
- https://SmartPhonus.com/%D0%B3%D0%B8%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF-%D0%B2-%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%B5-%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%8D%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5/
- https://iSmartWatch.ru/22204-giroskop
- https://viarum.ru/giroskop-v-telefone/
- https://hs-store.ru/articles/interesnoe/chto-takoe-giroskop-v-telefone/
- https://proumnyjdom.ru/poleznye-stati/giroskop-v-telefone.html
- https://reedr.ru/smartfony/giroskop-chto-eto/
- https://SetPhone.ru/rukovodstva/zachem-nuzhen-giroskop-i-kak-uznat-est-li-on-v-smartfone/
- https://4gltee.ru/giroskop-v-telefone-chto-eto/
- https://info-kibersant.ru/giroskop-v-smartfone.html
- https://konekto.ru/giroskop-v-telefone-chto-jeto.html
Что такое гироскоп? Гироскоп в телефоне
Существует огромное количество изобретений, которые характеризуются длинной и весьма богатой историей использования в различных приборах и устройствах. Часто можно услышать название чего-либо, но даже не иметь представления о том, для чего оно предназначено. Именно так и возникает вопрос, что такое гироскоп? Стоит в нем разобраться.
Основное определение
Гироскоп представляет собой навигационный прибор, в котором в качестве основного элемента используется быстро вращающийся ротор, закрепленный таким образом, чтобы его ось вращения поворачивалась. Две рамки карданова подвеса обеспечивают три степени свободы. При отсутствии каких-либо внешних воздействий на устройство ось собственного вращения ротора сохраняет в пространстве постоянное направление. Если на него оказывает воздействие момент внешней силы, которая стремится повернуть ось собственного вращения, то она начинает свое движение не вокруг направления момента, а вокруг оси, находящейся перпендикулярно по отношению к нему.
Особенности устройства
Если говорить о том, что такое гироскоп, то стоит отметить, что в качественно сбалансированном и достаточно быстро вращающемся приборе, установленном на высокосовершенных подшипниках, с малым трением практически отсутствует момент внешних сил, поэтому устройство способно сохранять свою ориентацию в пространстве почти неизменной. Поэтому он способен указывать угол поворота основания, на котором его закрепили. Именно так впервые было наглядно продемонстрировано вращение Земли французским физиком Ж. Фуко. Если ограничить поворот оси специальной пружиной, то при установке прибора на летательном аппарате, который выполняет разворот, гироскоп будет деформировать пружину до тех пор, пока момент внешней силы не уравновесится. В данном случае сила растяжения или сжатия пружины будет пропорциональна угловой скорости движения летательного аппарата. По такому принципу работает авиационный указатель поворота и многие другие гироскопические приборы. Так как в подшипниках создается очень малое трение, чтобы поддерживать вращение ротора гироскопа, не требуется больших затрат энергии. Обычн, для его приведения в движения, а также для поддержания этого движения достаточно электродвигателя малой мощности либо струи сжатого воздуха.
Гироскоп: применение
Чаще всего этот прибор используется в качестве чувствительного элемента для указывающих гироскопических приборов, а также в качестве датчика угла поворота или угловой скорости для устройств, работающих под автоматическим управлением. В некоторых случаях гироскоп может послужить в качестве генератора энергии или момента силы.
На текущий момент принцип работы гироскопа позволяет активно использовать его в авиации, судоходстве и космонавтике. Почти у каждого морского судна дальнего плавания имеется гирокомпас для автоматического или ручного управления судном, а в некоторых используются и гиростабилизаторы. Система управления огнем корабельной артиллерии обычно оснащается множеством дополнительных гироскопов, которые предназначены для обеспечения стабильной системы отсчета или для измерения угловых скоростей.
Если вам понятно, что такое гироскоп, то следует понимать, что без него просто немыслимо автоматическое управление торпедами. Вертолеты и самолеты тоже обязательно оборудуются этими приспособлениями для того, чтобы давать надежную информацию о деятельности систем навигации и стабилизации. К таким приборам можно отнести авиагоризонт, гироскопический указатель поворота и крена, гировертикаль. Если рассматривать вертолет с гироскопом, то тут этот прибор может служить как в качестве указывающего устройства, так и в качестве датчика автопилота. Многие самолеты оснащены гиростабилизированными магнитными компасами и прочим оборудованием – фотоаппаратами с гироскопами, гиросектантами, навигационными визирами. В военной авиации активно используются гироскопы в качестве составных элементов в прицелах бомбометания и воздушной стрельбы.
Применение в современных гаджетах
Итак, если рассматривать, что такое гироскоп, то следует заметить, что этот прибор активно используется не только в указанных ранее сферах. Современные смартфоны и планшеты оснащены массой дополнительных функций и модулей, при этом некоторые оказываются очень даже полезными, а иные могут мешать комфортному использованию устройства, раздражая пользователей. Одним из них является гироскоп в телефоне, что это становится понятно, когда вы будете пользоваться своим аппаратом. С одной стороны, он оказывается очень даже полезным, хотя с другой – большинство пользователей предпочитают просто отключать его.
Сначала необходимо определиться с тем, что это за устройство и каким функционалом оно характеризуется. Итак, гироскоп в телефоне – что это? Этот элемент необходим для определения того, как ориентирован прибор в пространстве. В некоторых случаях этот датчик можно применить для защиты отдельных элементов устройства от падения в будущем. Фактически данный датчик предназначен для определения смены положения, а при наличии акселерометра – и ускорения при падении. Затем информация передается вычислительному блоку гаджета. При наличии определенного программного обеспечения прибор принимает решение о том, как ему следует реагировать далее на изменения, произошедшие с ним.
Для чего еще он нужен?
Итак, если с вопросом, что такое гироскоп, становится все понятно, то остается выяснить, зачем его используют в телефонах. Защита внутренностей тут не является единственной задачей. В сочетании с разнообразным софтом на него ложится целый ряд различных функций. К примеру, смартфон может использоваться для игр, в которых управление осуществляется посредством наклонов, встряхивания или поворотов прибора. Подобное управление позволяет сделать игры поистине увлекательными, благодаря чему они пользуются повышенным спросом.
Интересные особенности
Можно отметить, что продукция компании “Эппл” оснащается гироскопами, и они играют весьма значимую роль, так как к ним привязана работа многих приложений. Под него специально разработали режим, получивший название CoverFlow. Существует очень большое количество приложений, работающих в данном режиме, однако можно остановиться на нескольких, наиболее наглядно демонстрирующих его. К примеру, если на iPhone использовать калькулятор, то в портретном положении пользователю будут доступны только простые действия, а именно: сложение, вычитание, деление и умножение. Но при повороте устройства на 90 градусов все изменится. Калькулятор при этом переключается в расширенный режим, то есть инженерный, в котором функций будет доступно гораздо больше.
Если вам понятно, как работает гироскоп, то следует отметить, что его функции могут использоваться и для определения собственного местоположения на местности.
Можно просматривать на таком приборе карту местности с применением GPS-навигации, и в этом случае карта всегда будет поворачиваться в ту сторону, куда направлен ваш взгляд. Поэтому, если вы стоите лицом, к примеру, к речке, то это отобразится на карте, а если повернетесь, то изменится и положение карты. Благодаря этому ориентирование на местности значительно упрощается и может стать достаточно полезно людям, увлеченным активным отдыхом.
Проблемы с гироскопом в телефоне
Можно сказать и о недостатках, присущих гироскопам. Очень часто их отключают из-за того, что программы реагируют на изменение положения в пространстве с некоторым запозданием. К примеру, если вы решили почитать, лежа на диване, с экрана смартфона или планшета, то гироскоп и программа, связанная с ним, будут менять ориентацию страницы каждый раз, когда вы будете поворачиваться или смените позу. Это причиняет много неудобств, так как очень редко устройство способно правильно интерпретировать положение в пространстве, а ситуация усугубляется из-за запоздалой реакции программы.
Современные разновидности
Первые гироскопы были механическими. Этот вид устройств используется и сейчас, но с некоторыми усовершенствованиями, позволяющими сделать их более полезными. На данный момент существует лазерный гироскоп, который лишен недостатков, свойственным механическим. И именно такой прибор используется в современной технике.
Определениев кембриджском словаре английского языка
Примеры гироскопа
гироскопа
Мы думаем, что гироскопы прослужат как минимум до 2020 года.
Из Атлантики
Затем, измерив относительную ориентацию между самолетом и гироскопом , вы можете получить ориентацию самолета.
Из проводного
Гироскоп — это просто прялка, которая может свободно вращаться.
Из проводного
Вот две установки со сверхбыстро вращающимся гироскопом (кстати, это круто).
Из проводного
Но игра сияет благодаря гироскопу , который необходим вам для игры.
От TechCrunch
Несколько дней спустя сообщается о технологии, использующей гироскоп и сенсорная планка.
Из CNET
На борту также есть очень сложная стабилизация видео на основе гироскопа , однако оптической стабилизации изображения для фотографий нет.
С Грани
В другом месте акселерометр и гироскоп , очевидно, позволяют обнаруживать открытие дверей и окон, в том числе гаражных ворот.
От TechCrunch
Он оснащен лазерным дальномером, гироскопами, акселерометром и магнитометром.
От TechCrunch
Внутри есть три акселерометра, три гироскопа и три компаса.
От Арс Техника
Датчик весом примерно с четвертак оснащен акселерометром и гироскопом .
Из ПРОВОДНОЙ
В игре также используется гироскоп , чтобы игроки могли отклоняться во время бега и собирать монеты.
От VentureBeat
Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, насколько точным и чувствительным является гироскоп .
От TechCrunch
Вторая пара превратилась в пару гироскопов, называемых жужжальцами.
Из National Geographic
Датчик имеет два акселерометра, которые определяют движение, а также гироскоп для получения дополнительной информации о местоположении.
От VentureBeat
Эти примеры взяты из корпусов и источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Кембриджского словаря, издательства Кембриджского университета или его лицензиаров.
Переводы gyroscope
на китайский (традиционный)
陀螺儀,回轉儀, (兒童玩具)陀螺…
Подробнее
на китайском (упрощенном)
陀螺仪,回转仪, (儿童玩具)陀螺…
Подробнее
на португальском языке
giroscópio…
Узнать больше
Нужен переводчик?
Получите быстрый бесплатный перевод!
Как произносится гироскоп ?
Обзор
вращение
круговорот
извилины
гироскоп
гироскоп
извилина
Ч, ч
водородная бомба
h3O
Проверьте свой словарный запас с помощью наших веселых викторин по картинкам
- {{randomImageQuizHook.
copyright1}}
- {{randomImageQuizHook.copyright2}}
Авторы изображений
Попробуйте пройти викторину
Слово дня
яйцеголовый
человек, особенно мужчина, который очень умен и интересуется только учебой и другой умственной деятельностью
Об этом
Блог
Развороты и перевороты (Передумывая, часть 1)
Подробнее
New Words
директор по первым впечатлениям
Другие новые слова
Гироскоп Определение и значение | Словарь.com
- Основные определения
- Викторина
- Связанное содержимое
- Примеры
- Британский
- Научный
Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.
[ jahy-ruh-skohp ]
/ ˈdʒaɪ rəˌskoʊp /
Сохранить это слово!
См. синонимы слова «гироскоп» на Thesaurus.com
Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.
сущ.
Аппарат, состоящий из вращающегося колеса, установленного таким образом, что его ось может свободно вращаться в определенных или во всех направлениях и способного поддерживать одно и то же абсолютное направление в пространстве, несмотря на движения опор и окружающих частей: используется для поддерживать равновесие, определять направление и т. д.
ВИКТОРИНА
Сыграем ли мы в «ДОЛЖЕН» ПРОТИВ. “ДОЛЖЕН” ВЫЗОВ?
Следует ли вам пройти этот тест на «должен» или «должен»? Это должно оказаться быстрым вызовом!
Вопрос 1 из 6
Какая форма обычно используется с другими глаголами для выражения намерения?
Также называется гироскопом.
Происхождение гироскопа
Впервые зарегистрирован в 1855–1860 гг. ; заимствовано из французского слова гироскоп, сочетание gyro- (греч. gŷros означает «кольцо, круг») + -scope (новолатинское -scopium, от греческого skopeîn означает «смотреть»). Он был придуман французским физиком Леоном Фуко в 1852 году и назван так потому, что цель гироскопа — показать вращение Земли посредством наблюдения за колесом на его оси.
ДРУГИЕ СЛОВА ОТ gyroscope
gy·ro·scop·ic [jahy-ruh-skop-ik], /ˌdʒaɪ rəˈskɒp ɪk/, прилагательноеgy·ro·scop·i·cal·ly, наречиеСлова рядом с gyroscope
gyron, gyronny, gyropilot, gyroplane, гироскопический повторитель, гироскоп, гироскоп, гиростабилизированный, гиростабилизатор, гиростат, гиростатический
Dictionary.com Unabridged На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc., 2022
Слова, относящиеся к гироскопу
спиннер, вихрь, гиростат
Как использовать гироскоп в предложении
Он зависит от вашего местоположения и данных от внутреннего гироскопа телефона, чтобы определить созвездия, проходящие спутники и другие объекты.
Камера вашего телефона делает гораздо больше, чем просто фотографирует|empire|19 августа 2021 г.|Popular-Science
Не беспокойтесь, потому что она оснащена 6-осевым гироскопом, который позволяет вам иметь большую стабильность и контроль над вашим дрон.
Этот многофункциональный дрон позволяет просматривать изображения в реальном времени в потрясающем HD-качестве|Куинн Гавронски|23 июля 2021 г.|Popular-Science
Встроенный гироскоп отслеживает движения вашей головы, создавая впечатление, что вы двигаетесь относительно источников шума.
AirPods Max от Apple нацелены на высококачественные полноразмерные наушники|империя|24 июня 2021 г.|Popular-Science и один сзади, все это удерживается вертикально гироскопами!
Джин Вайнгартен: у меня есть несколько идей для раскрытия пола для родителей|Джин Вайнгартен|20 мая 2021 г.|Washington Post
Должен признаться, что мой внутренний гироскоп немного прецессировал, но сейчас я почти смирился с ситуацией, и с этим уж точно ничего не поделаешь.
Мисс Мэннерс: самооскорбление родителя задевает ребенка за живое|Джудит Мартин, Николас Мартин, Якобина Мартин|26 марта 2021 г.|Washington Post
Мы хотели, чтобы он был там, потому что наш разговор нуждался в гироскопе.
Тони Льюис, американец, еврей, помнили|Бернард Авишай|24 октября 2013 г.|DAILY BEAST
Наклоните iPad, и его внутренний гироскоп будет бросать бутылки и карманные часы, как будто подчиняясь гравитации.
Означают ли приложения для планшетов и электронные книги конец всплывающих книг?|Закари Снайдерман|20 января 2012 г.|DAILY BEAST
Одно из самых успешных недавних применений гироскопа связано с морской компас.
Чудо-Книга Знаний|Разное
Он подарил мне в разное время гироскоп, килограммовик и омара с синей шелковой подкладкой.
In Madeira Place|Heman White Chaplin
Еще одна функция — гироскопический компас, о котором уже упоминалось.
Романтика военных изобретений|Thomas W.
Corbin
В нашем распоряжении есть только одно средство — гироскоп.
Искусственный и естественный полет|Хирам С. Максим
Самая полезная вершина — это вершина гироскопа (рис. 103).
История великих изобретений|Элмер Элсворт Бернс
Британские определения словаря для гироскопа
Гироскоп
Gyrostat
/ (ˈdʒaɪrəˌskəʊp) /
существительное
А. Свободное в виде дискового повернутого на диске, так что на диске, так и в направлении. действие приложенной пары и имеет тенденцию сохранять одну и ту же ориентацию в пространстве независимо от движения окружающей структуры Иногда сокращается до: гироскоп
Производные формы гироскопа
gyroscopic (ˌdʒaɪrəˈskɒpɪk), прилагательноеgyroscopically, наречиеgyroscopics, существительноеCollins English Dictionary – Complete & Unabridged 2012 Digital Edition © William Collins Sons & Co. Ltd., 1979, 1986 © HarperCollins Publishers 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012
Научные определения гироскопа
гироскоп
[jī′rə-skōp′]
0 инструмент, состоящий из тяжелого диска или колеса ось как волчок.
Научный словарь American Heritage® Авторские права © 2011. Опубликовано издательством Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.
Гироскоп — Энциклопедия Нового Света
Механический гироскоп.
Гироскоп — это устройство для измерения или поддержания ориентации, основанное на принципе сохранения углового момента. Ключевой компонент, относительно тяжелый вращающийся ротор, установлен на подшипниках почти без трения внутри двух концентрических легких колец (шарниров), каждое из которых также установлено с аналогичными подшипниками внутри следующего внешнего кольца или опорной рамы в случае внешнего кольца. .
Работающий гироскоп со свободой вращения по всем трем осям. Ротор будет поддерживать направление своей оси вращения независимо от ориентации внешней рамы.
Ротор и два кольца установлены так, что плоскость вращения каждого из них перпендикулярна плоскости вращения двух других. Вращающийся ротор, естественно, сопротивляется изменению своей ориентации из-за углового момента колеса. В физике это явление также известно как гироскопическая инерция или жесткость в пространстве. Благодаря своей уникальной опоре на вложенных шарнирах ротор может сохранять почти постоянную ориентацию, даже когда опорная рама меняет свою ориентацию.
Содержимое
- 1 Описание и схема
- 2 История
- 3 Свойства
- 4 Гиростат
- 5 Волоконно-оптический гироскоп
- 6 Кольцевой лазерный гироскоп
- 7 Примечания
- 8 Каталожные номера
- 9 Внешние ссылки
- 10 кредитов
Способность гироскопа удерживать свою ось фиксированной в определенной ориентации или, в некоторых приложениях, прецессировать вокруг оси, даже когда его поддерживающая конструкция перемещается в разные положения, позволила использовать его для значительного улучшения навигационных систем и повышения точности. инструменты.
Описание и схема
Схема гироскопа. Стрелки реакции вокруг выходной оси (синие) соответствуют силам, приложенным к входной оси (зеленые), и наоборот.
Обычный гироскоп состоит из двух концентрических колец или шарниров плюс центральный ротор, установленный в подшипниках на внутренней стороне внутреннего шарнира, который, в свою очередь, установлен в подшипниках, установленных во внешнем шарнире, который также опирается на подшипники, установленные в опорной раме . Ротор, внутренний и внешний шарниры могут свободно перемещаться в своей плоскости, определяемой уровнем поддержки. Внутренний шарнир установлен во внешнем шарнире таким образом, что внутренний шарнир поворачивается вокруг оси в своей собственной плоскости, которая всегда перпендикулярна оси поворота внешнего шарнира. Точно так же подшипники оси ротора установлены во внутреннем кардане таким образом, чтобы ось вращения ротора всегда была перпендикулярна оси внутреннего карданного подвеса.
Роторное колесо реагирует на силу, приложенную вокруг входной оси (связанной с внутренним шарниром), силой реакции вокруг выходной оси (связанной с внешним шарниром). 3 оси перпендикулярны, и эта поперечная реакция является простой сутью гироскопического эффекта.
Маховик гироскопа будет вращаться или сопротивляться вокруг выходной оси в зависимости от того, имеют ли выходные шарниры свободную или фиксированную конфигурацию. Примерами некоторых устройств со свободным выходом карданного подвеса могут быть опорные гироскопы ориентации, используемые для определения или измерения углов ориентации тангажа, крена и рыскания в космическом корабле или самолете.
Центр тяжести ротора может находиться в фиксированном положении. Ротор одновременно вращается вокруг одной оси и способен колебаться вокруг двух других осей, и, таким образом, за исключением присущего ему сопротивления, вызванного вращением ротора, он может свободно вращаться в любом направлении вокруг фиксированной точки. Некоторые гироскопы имеют механические эквиваленты, заменяющие один или несколько элементов. Например, вращающийся ротор может быть подвешен в жидкости вместо того, чтобы быть установленным на шарнирах. Гироскоп управляющего момента (CMG) является примером устройства с фиксированным выходом и подвесом, которое используется на космических кораблях для удержания или поддержания желаемого угла наклона или направления наведения с использованием силы гироскопического сопротивления.
В некоторых особых случаях внешний карданный вал (или его эквивалент) можно не использовать, чтобы ротор имел только две степени свободы. В других случаях центр тяжести ротора может быть смещен относительно оси колебаний, и при этом центр тяжести ротора и центр подвески ротора могут не совпадать.
История
Эффект гироскопа был открыт в 1817 году Иоганном Боненбергером; гироскоп был изобретен и назван в его честь эффектом в 1852 году Леоном Фуко для эксперимента с вращением Земли. Эксперимент Фуко, чтобы увидеть ( skopeein, см. ) вращение Земли ( гироскопа, круг или вращение) было неудачным из-за трения, которое эффективно ограничивало каждое испытание 8-10 минутами, слишком коротким временем для наблюдения значительного движения. Однако в 1860-х годах электродвигатели сделали эту концепцию возможной, что привело к созданию первых прототипов гирокомпасов; первый функциональный морской гирокомпас был разработан между 1905 и 1908 годами немецким изобретателем Германом Аншютц-Кемпфе. За ним последовал американец Элмер Сперри со своим собственным дизайном в 1910, и другие страны вскоре осознали военное значение изобретения — в эпоху, когда военно-морская мощь была наиболее важным мерилом военной мощи — и создали свою собственную промышленность по производству гироскопов. Компания Sperry Gyroscope быстро расширилась, чтобы поставлять стабилизаторы для самолетов и кораблей, и другие разработчики гироскопов последовали ее примеру. [1]
В первые несколько десятилетий двадцатого века другие изобретатели пытались (безуспешно) использовать гироскопы в качестве основы для ранних навигационных систем типа «черный ящик», создавая стабильную платформу, с которой можно было бы выполнять точные измерения ускорения (в чтобы обойти необходимость наблюдения за звездами для расчета положения). Подобные принципы были позже использованы при разработке инерциальных систем наведения баллистических ракет. [2]
Свойства
Гироскоп демонстрирует несколько типов поведения, включая прецессию и нутацию. Гироскопы можно использовать для создания гирокомпасов, которые дополняют или заменяют магнитные компасы (на кораблях, самолетах, космических кораблях и транспортных средствах в целом), для обеспечения устойчивости (велосипед, космический телескоп Хаббла, корабли, транспортные средства в целом) или используются как часть Инерциальная система наведения. Гироскопические эффекты используются в таких игрушках, как йо-йо и Powerballs. Многие другие вращающиеся устройства, такие как маховики, ведут себя гироскопически, хотя гироскопический эффект не используется.
Основное уравнение, описывающее поведение гироскопа:
- τ = dLdt = d (Iω) dt = Iα {\ displaystyle {\boldsymbol {\ tau}} = {{d \ mathbf {L}} \ over {dt}} = {{d (I {\boldsymbol {\omega}})} \over {dt}}=I{\boldsymbol {\alpha}}}
, где векторы τ{\displaystyle {\boldsymbol {\tau}}} и L{\displaystyle \mathbf {L} } – соответственно крутящий момент на гироскопе и его угловой момент, скаляр I {\ displaystyle I \,} – его момент инерции, вектор – это его угловая скорость, а вектор – его угловое ускорение.
Из этого следует, что крутящий момент, приложенный перпендикулярно оси вращения и, следовательно, перпендикулярно L {\ displaystyle \ mathbf {L}}, приводит к движению перпендикулярно как τ{\displaystyle {\boldsymbol {\tau}}}, так и L{\displaystyle \mathbf {L}}. Это движение называется «прецессией». Угловая скорость прецессии определяется векторным произведением:
- τ = ΩP × L {\ displaystyle {\ boldsymbol {\ tau}} = {\boldsymbol {\ Omega}} _ {P} \ times \ mathbf {L}}
Прецессия на гироскопе.
Прецессию можно продемонстрировать, поместив вращающийся гироскоп с горизонтальной осью и свободно поддерживаемый (без трения по направлению к прецессии) на одном конце. Вместо падения, как можно было бы ожидать, гироскоп, по-видимому, бросает вызов гравитации, оставаясь с горизонтальной осью, когда другой конец оси остается без опоры, а свободный конец оси медленно описывает окружность в горизонтальной плоскости, в результате чего Прецессионный поворот. Этот эффект объясняется приведенными выше уравнениями. Крутящий момент на гироскоп создается парой сил: гравитацией, действующей вниз на центр масс устройства, и равной силой, действующей вверх, чтобы поддерживать один конец устройства. Движение, возникающее в результате этого крутящего момента, направлено не вниз, как можно было бы интуитивно ожидать, вызывая падение устройства, а перпендикулярно как гравитационному крутящему моменту (вниз), так и оси вращения (наружу от точки опоры), т.е. вперед в горизонтальном направлении, заставляя устройство медленно вращаться вокруг опорной точки.
Как показывает второе уравнение, при постоянном крутящем моменте, вызванном гравитацией или нет, скорость прецессии гироскопа обратно пропорциональна его угловому моменту. Это означает, что, например, если трение замедляет вращение гироскопа, скорость прецессии увеличивается. Это продолжается до тех пор, пока устройство не может вращаться достаточно быстро, чтобы выдержать собственный вес, когда оно прекращает прецессию и падает со своей опоры, в основном потому, что трение о прецессию вызывает другую прецессию, которая вызывает падение.
По соглашению эти три вектора: крутящий момент, вращение и прецессия ориентированы друг относительно друга в соответствии с правилом правой руки.
Чтобы легко определить направление гироскопического эффекта, просто помните, что катящееся колесо при входе в поворот имеет тенденцию переворачиваться внутрь.
Гиростат
Гиростат является вариантом гироскопа. Первый гиростат был разработан лордом Кельвином, чтобы проиллюстрировать более сложное состояние движения вращающегося тела, когда оно свободно перемещается в горизонтальной плоскости, подобно волчке, вращающемуся на тротуаре, или обручу или велосипеду на дороге. По сути, он состоит из массивного маховика, спрятанного в прочном корпусе. Его поведение на столе или с различными способами подвески или поддержки служит иллюстрацией любопытного обращения обычных законов статического равновесия из-за гиростатического поведения внутреннего невидимого маховика при быстром вращении.
Маленькие гиростаты с ручным вращением продаются как детские игрушки.
Волоконно-оптический гироскоп
Волоконно-оптический гироскоп (FOG) представляет собой устройство, использующее интерференцию света для обнаружения механического вращения. Датчик представляет собой катушку длиной до 5 километров (км) оптического волокна. Два световых луча проходят по волокну в противоположных направлениях. Из-за эффекта Саньяка луч, движущийся против вращения, проходит немного более короткий путь, чем другой луч. Результирующий фазовый сдвиг влияет на то, как лучи интерферируют друг с другом при их объединении. Тогда интенсивность комбинированного луча зависит от скорости вращения устройства.
ВОГ предоставляет чрезвычайно точную информацию о скорости вращения, отчасти из-за отсутствия чувствительности к поперечной оси к вибрации, ускорению и ударам. В отличие от классического гироскопа с вращающейся массой, ВОГ практически не имеет движущихся частей и инерционного сопротивления движению. ВОГ обычно показывает более высокое разрешение, чем кольцевой лазерный гироскоп, но также более высокий дрейф и худшие характеристики масштабного коэффициента. Он используется в задачах съемки, стабилизации и инерциальной навигации.
ВОГ разработаны как в разомкнутом, так и в замкнутом контуре.
Кольцевой лазерный гироскоп
Кольцевой лазерный гироскоп использует интерференцию лазерного излучения внутри объемного оптического кольца для обнаружения изменений ориентации и вращения. Это приложение интерферометра Саньяка.
Кольцевые лазерные гироскопы (КЛГ) могут использоваться в качестве устойчивых элементов (каждый на одну степень свободы) в инерциальной системе отсчета. Преимущество использования RLG заключается в отсутствии движущихся частей. По сравнению с обычным вращающимся гироскопом это означает отсутствие трения, что, в свою очередь, означает отсутствие характерных условий дрейфа. Кроме того, весь блок компактен, легок и практически неразрушим, что означает, что его можно использовать в самолетах. В отличие от механического гироскопа, устройство не сопротивляется изменению своей ориентации.
Физически RLG состоит из сегментов путей передачи, имеющих форму квадрата или треугольника и соединенных зеркалами. Одно из зеркал будет частично посеребренным, что позволит свету проходить к детекторам. Лазерный луч запускается в тракт передачи в обоих направлениях, создавая стоячую волну, резонансную с длиной пути. Когда устройство вращается, свет в одной ветви проходит расстояние, отличное от расстояния в другой ветви, изменяя свою фазу и резонансную частоту по отношению к свету, идущему в другом направлении, что приводит к биениям интерференционной картины на детекторе. Угловое положение измеряется путем подсчета интерференционных полос.
RLG, хотя и более точны, чем механические гироскопы, страдают от эффекта, известного как “блокировка” при очень низких скоростях вращения. Когда кольцевой лазер вращается очень медленно, частоты лазеров, вращающихся в противоположных направлениях, становятся очень близкими (в пределах полосы пропускания лазера). При таком низком вращении нули в стоячей волне имеют тенденцию «застревать» на зеркалах, фиксируя частоту каждого луча на одном и том же значении, и интерференционные полосы больше не перемещаются относительно детектора; в этом случае устройство не будет точно отслеживать свое угловое положение с течением времени.
Дизеринг может компенсировать блокировку. Весь аппарат закручивается и раскручивается вокруг своей оси со скоростью, удобной для механического резонанса системы, что гарантирует, что угловая скорость системы обычно далека от порога захвата. Типичная частота составляет 400 Гц с пиковой скоростью дизеринга 1 угловая секунда в секунду.
Основные области применения включают навигационные системы на коммерческих авиалайнерах, кораблях и космических кораблях, где RLG часто называют инерциальными эталонными системами. В этих приложениях она заменила свой механический аналог — инерциальную систему наведения.
Примеры аэрокосмических аппаратов или вооружений, использующих системы RLG:
- Ракета Trident (D5 Trident II)
- F-15E Strike Eagle
Примечания
- ↑ Маккензи, Дональд. Точность изобретения: историческая социология управления ядерными ракетами (Кембридж, Массачусетс: MIT Press, 1990). стр. 31-40. ISBN 0-262-13258-3
- ↑ Маккензи, стр.
40-42.
Ссылки
Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов
- ЛеФевр, Эрве С. 1993. Волоконно-оптический гироскоп. Норвуд, Массачусетс: Artech House. ISBN 08373
- Маховер, Карл. 1963. Основы гироскопов Vol. 1. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Джона Ф. Райдера.
- Уолтон, Гарри. 1968. Как и почему механические движения – Как именно работают машины: двигатели, турбины, трансмиссии, тормоза, сцепления, ракеты, атомные генераторы, гироскопы, системы наведения. Тампа, Флорида: Популярная наука.
Внешние ссылки
Все ссылки получены 22 июля 2017 г.
- Прецессия и нутация гироскопа
- Все, что вам нужно знать о гироскопах
- Видео работы гироскопов
Кредиты
Энциклопедия Нового Света писатели и редакторы переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .