При повороте гироскопа возникает Кориолисово ускорение равное, где — скорость и — угловая частота поворота гироскопа. Горизонтальная скорость колеблющегося грузика получается как:, а положение грузика в плоскости — Внеплоскостное движение, вызываемое поворотом гироскопа равно:
где:
— масса колеблющегося грузика.
— коэффициент жёсткости пружины в направлении, перпендикулярном плоскости.
— величина поворота в плоскости перпендикулярно движению колеблющегося грузика.
Разновидности[править вики-текст]
Вибрационные роторные гироскопы (в том числе динамически настраиваемые гироскопы)[14].
МЭМС-гироскопы[14]. Свойства гироскопа используются в приборах — гироскопах, основной частью которых является быстро вращающийся ротор, который имеет несколько степеней свободы (осей возможного вращения).
Чаще всего используются гироскопы, помещённые в карданов подвес. Такие гироскопы имеют 3 степени свободы, то есть он может совершать 3 независимых поворота вокруг осей АА', BB' и CC', пересекающихся в центре подвеса
Гироскопы применялись в контроллерах для игровых приставок: Sixaxis для Sony PlayStation 3 и Wii MotionPlus для Nintendo Wii и в более поздних. Вместе с гироскопом в них установлен акселерометр.
С 2010 года смартфоны стали дополнительно оснащаться трехосевым вибрационным МЭМС-гироскопом, одним из первых был iPhone
Самыми простыми примерами игрушек, сделанных на основе гироскопа, являются йо-йо, волчок (юла) (волчки отличаются от гироскопов тем, что не имеют ни одной неподвижной точки).
Кроме того, существует спортивный гироскопический тренажёр.
Ряд радиоуправляемых вертолётов использует гироскоп.
Гироскопы на основе эффекта Саньяка и кольцевых лазеров.
В основе работы волоконно-оптических гироскопов лежит эффект Санъяка. Различают схемы трех оптических гироскопов: кольцевого лазерного, волоконно-оптического и гироскопа пассивного типа с кольцевым резонатором.
Гироскоп выполняет функции детектора угловой скорости в инерциальном пространстве и по праву может называться абсолютным тахометром, являясь структурным элементом инерциальной навигационной системы, обрабатывающей информацию о местонахождении самолета или судна сцелью выведения его на курс.
Рис.24.1.Принцип возникновения эффекта Саньяка
Принцип действия оптического гироскопа основан на эффекте Саньяка. По круговому оптическому пути, как показано на рис. 24.1, благодаря расщепителю луча свет распространяется в двух противоположных направлениях. Если при этом система находится в покое, оба световых луча распространяются встречно по оптическому пути одинаковой длины. Поэтому при сложении лучей в расщепителе по завершении пути нет фазового сдвига. Однако когда оптическая система вращается с угловой скоростью Ω, между световыми волнами возникает разность фаз. Это явление и называется эффектом Саньяка.
Структуры оптических гироскопов
