ژیروسکوپ | هوافضای جوان

ژیروسکوپ

ژیروسکوپ (gyroscope) کلمه‌ای فرانسوی است که از دو قسمت gyro به معنی دوران و چرخش و scope به معنی نشان دادن تشکیل شده است. در منابع فارسی ژیروسکوپ را دوران‌نما یا چرخش نما نیز می‌گویند. ژیروسکوپ دستگاهی است که برای اندازه‌گیری یا حفظ جهت و سرعت زاویه‌ای استفاده می‌شود. ژیروسکوپ یک چرخ یا دیسک چرخان است که در آن محور چرخش آزاد است تا خود را در هر جهتی قرار دهد. هنگام چرخش، جهت‌گیری این محور با انحراف یا چرخش پایه‌های آن ،با توجه به قانون بقای مومنتوم زاویه‌ای، تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد. 

ژیروسکوپ‌های مبتنی بر دیگر اصول عملیاتی نیز وجود دارد همانند ژیروسکو‌پهای MEMS که ترکیبی از قطعات الکترونیکی می‌باشد. که معمولا این سیستم‌ها دارای محدوده‌ی قیمتی کمی هستند. در تصویر زیر نمونه‌ای از ژیروسکوپ MEMS مشاهده می‌کنید.

ژیروسکوپ mems

کاربرد ژیروسکوپ به طور اغلب در سیستم‌های ناوبری اینرسی برای تعیین وضعیت سیستم می‌باشد. که در این سیستم‌ها از ژیروسکوپ برای اندازه گیری زاویه و نرخ دوران نسبت به دستگاه اینرسی استفاده می‌شود.

طرز کار این سیستم به این صورت است که با توجه به شکل پایین دیسکی چرخان در حال چرخش است، این دیسک چرخان به حرکت خود ادامه می‌دهد و با حرکت پایه‌های آن جهت حرکتش تغییر نمی‌کند این عدم تاثیرپذیری به علت قانون بقای مومنتوم می‌باشد و همینطور باید بین پایه ها و دیسک اصطکاکی نباشد تا پایه ها بر دوران دیسک تاثیری نزارند. با اندازه گیری زاویه و نرخ حرکت زاویه‌ای قاب‌ها نسبت به چرخ می‌توان حرکت زاویه‌ای سیستم را تحلیل کرد.

ژیروسکوپ

چرخ ژیروسکوپ با سرعت بالا دوران می‌کند و همین تمایل به حفظ حالت اولیه‌ی آن باعث می‌شود که از حالت اولیه‌ خودش خارج نشود. مطابق فیلم زیر مشاهده می‌کنید که وقتی یک ژیروسکوپ را درون یک سیستم مانند هواپیما قرار می‌دهیم با دوران هواپیما چرخ در حال چرخش ژیروسکوپ موقعیت اولیه‌ی خود را حفظ می‌کند و محور دوران آن تغییری نمی‌کند. که با محاسبه‌ی انحراف هواپیما از این چرخ می‌توان زاویه و نرخ دوران هواپیما را اندازه گیری کرد.

منابع

https://en.wikipedia.org/wiki/Gyroscope

https://www.dictionary.com/browse/gyroscope


 

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.