Pengertian Giroskop

Pengertian Giroskop

Giroskop adalah perangkat untuk mengukur atau mempertahankan orientasi, yang berlandaskan pada prinsip-prinsip momentum sudut. Secara mekanis, giroskop berbentuk seperti sebuah roda berputar atau cakram di mana poros bebas untuk mengambil setiap orientasi. Meskipun orientasi ini tidak tetap, perubahannya dalam menanggapi torsi eksternal jauh lebih sedikit dan berlangsung dalam arah yang berbeda jika dibandingkan dengan tanpa momentum sudut, yang berkaitan dengan tingginya tingkat putaran dan inersia momen. Orientasi perangkat tetap sama, terlepas dari gerak platform pemasangan, karena pemasangan perangkat pada sebuah gimbal akan meminimalkan torsi eksternal. Tour Murah 

Cara kerja giroskop yang berlandaskan pada prinsip-prinsip operasi lain juga ada, misalnya giroskop MEMS perangkat elektronik yang ditemukan pada perangkat elektronik konsumen, cincin laser, giroskop optik serat, dan giroskop kuantum yang sangat sensitif.

Pendahuluan

Pada dasarnya, sebuah giroskop mekanik adalah roda berputar atau disk yang berporos bebas untuk mengambil setiap orientasi. Meskipun orientasi ini tidak tinggal tetap, perubahan dalam respon terhadap eksternal torsi jauh lebih sedikit dan dalam arah yang berbeda dari itu akan tanpa momentum sudut besar yang terkait dengan tingkat tinggi dari disk berputar dan momen inersia . Karena torsi eksternal diminimalkan dengan me-mount perangkat di gimbal , orientasi masih hampir tetap, terlepas dari setiap gerak dari platform yang sudah terpasang.

Giroskop berdasarkan prinsip-prinsip operasi lain juga ada, seperti, elektronik microchip-paket MEMS giroskop perangkat yang ditemukan dalam perangkat konsumen elektronik, solid-state laser cincin , giroskop serat optik , dan sangat sensitif giroskop kuantum . Aplikasi giroskop termasuk sistem navigasi inersia mana kompas magnetik tidak akan bekerja (seperti dalam teleskop Hubble ) atau tidak akan cukup tepat (seperti dalam ICBM ), atau untuk stabilisasi kendaraan terbang seperti radio-dikontrol helikopter atau kendaraan udara tak berawak . Karena presisi tinggi mereka, giroskop juga digunakan untuk menjaga arah dalam terowongan pertambangan.

Variasi

Girostat

Sebuah girostat adalah varian dari giroskop. Ini terdiri dari roda flywheel besar tersembunyi dalam casing padat. Perilaku di atas meja, atau dengan berbagai modus suspensi atau dukungan, berfungsi untuk menggambarkan pembalikan penasaran hukum biasa kesetimbangan statis karena perilaku gyrostatic dari roda flywheel interior terlihat ketika diputar cepat. Yang girostat pertama dirancang oleh Lord Kelvin untuk menggambarkan keadaan yang lebih rumit dari gerak tubuh yang berputar ketika bebas untuk berkeliling pada bidang horisontal, seperti gasing berputar di trotoar, atau lingkaran atau sepeda di jalan.

MEMS

Sebuah MEMS giroskop mengambil ide dari Foucault pendulum dan menggunakan elemen bergetar, yang dikenal sebagai MEMS (Micro Electro-Mechanical System). Gyro berbasis MEMS awalnya dibuat praktis dan producible oleh Systron Donner Inertial (SDI). Hal ini, SDI adalah produsen besar MEMS giroskop.

FOG

Sebuah giroskop serat optik (FOG) adalah sebuah giroskop yang menggunakan interferensi cahaya untuk mendeteksi rotasi mekanik. Sensor adalah kumparan sebanyak 5 km dari serat optik. Pengembangan rendah-rugi single-mode serat optik pada awal tahun 1970 untuk industri telekomunikasi memungkinkan pengembangan Sagnac efek gyros serat optik.

VSG atau CVG

Sebuah fiber optic gyroscope (VSG), juga disebut coriolis vibratory gyroscope (CVG), menggunakan resonator yang terbuat dari paduan logam yang berbeda. Ini mengambil posisi antara akurasi rendah, rendah-biaya giroskop MEMS dan akurasi lebih tinggi dan lebih tinggi-biaya FOG. Parameter akurasi ditingkatkan dengan menggunakan bahan intrinsik rendah redaman, vacuumization resonator, dan elektronik digital untuk mengurangi drift bergantung pada temperatur dan ketidakstabilan sinyal kontrol.

High-Q Wine-Glass Resonators untuk sensor yang tepat seperti HRG atau CRG didasarkan pada Bryan "efek gelombang inersia". Mereka terbuat dari tinggi kemurnian kaca kuarsa atau dari single-kristal safir .

DTG

Sebuah dynamically tuned gyroscope (DTG) adalah sebuah rotor ditangguhkan oleh gabungan universal dengan pivot lentur. Kekakuan lentur semi independen dari tingkat spin. Namun, inersia dinamis (dari efek reaksi gyroscopic) dari gimbal menyediakan kekakuan pegas negatif sebanding dengan kuadrat dari kecepatan putaran (Howe dan Savet, 1964; Lawrence, 1998). Oleh karena itu, pada kecepatan tertentu, yang disebut kecepatan tuning, dua momen membatalkan satu sama lain, membebaskan dari torsi rotor, kondisi yang diperlukan untuk giroskop yang ideal.

London moment

Sebuah London moment giroskop bergantung pada kuantum mekanik fenomena , dimana berputar superkonduktor menghasilkan medan magnet yang sumbu garis sama persis dengan sumbu putar dari rotor gyroscopic. Sebuah magnetometer menentukan orientasi medan yang dihasilkan, yang interpolasi untuk menentukan sumbu rotasi. Giroskop jenis ini bisa sangat akurat dan stabil. Sebagai contoh, yang digunakan dalam Gravity Probe B percobaan mengukur perubahan dalam orientasi sumbu giroskop berputar untuk lebih dari 0,5 milliarcseconds (1,4 × 10 -7 derajat) selama satu tahun. Hal ini setara dengan pemisahan sudut lebar rambut manusia dilihat dari 32 kilometer (20 mil) jauhnya.

GP-B terdiri dari giro yang hampir-sempurna bola berputar massal terbuat dari kuarsa leburan , yang menyediakan dielektrik dukungan untuk lapisan tipis niobium superkonduktor material. Untuk menghilangkan gesekan ditemukan di bantalan konvensional, rotor perakitan berpusat oleh medan listrik dari enam elektroda. Setelah awal spin-up oleh jet helium yang membawa rotor ke 4.000 RPM , perumahan giroskop dipoles adalah dievakuasi ke vakum ultra tinggi untuk mengurangi drag pada rotor. Asalkan suspensi elektronik tetap bertenaga, ekstrem simetri rotasi , kurangnya gesekan, dan drag rendah akan memungkinkan momentum sudut dari rotor untuk tetap berputar selama sekitar 15.000 tahun.

Sebuah DC sensitif SQUID magnetometer mampu membedakan perubahan sebagai kecil sebagai satu kuantum , atau sekitar 2 × 10 -15 Wb , digunakan untuk memantau giroskop. Sebuah presesi, atau memiringkan, dalam orientasi rotor menyebabkan momen London medan magnet bergeser relatif terhadap perumahan. Bidang bergerak melewati sebuah superkonduktor lingkaran penarik tetap untuk perumahan, mendorong arus listrik kecil. Arus menghasilkan tegangan pada hambatan shunt , yang memutuskan untuk koordinat bola dengan mikroprosesor. Sistem ini dirancang untuk meminimalkan Lorentz torsi pada rotor.

Penggunaan

Selain digunakan dalam kompas, pesawat perangkat komputer, menunjuk, dll, giroskop telah diperkenalkan ke elektronik konsumen. Sejak giroskop memungkinkan perhitungan orientasi dan rotasi, desainer telah memasukkan mereka ke teknologi modern. Integrasi giroskop telah memungkinkan untuk pengakuan yang lebih akurat gerakan dalam ruang 3D dari accelerometer tunggal sebelumnya dalam sejumlah smartphone. Scott Steinberg, dikenal karena kritik pada teknologi baru dirilis, mengatakan bahwa penambahan baru dari giroskop di iPhone 4 dapat "benar-benar mendefinisikan kembali cara kita berinteraksi dengan aplikasi download". Nintendo telah terintegrasi giroskop ke dalam Wii konsol Wii Remote controller dengan sepotong tambahan hardware yang disebut " Wii MotionPlus ". Hal ini juga termasuk dalam 3DS, yang mendeteksi gerakan saat berputar.