شتاب سنج در مقابل ژیروسکوپ
شتاب سنج و ژیروسکوپ دو دستگاه حسگر حرکتی هستند که معمولاً در تجهیزات تکنولوژیکی مدرن استفاده می شوند. عملکرد آنها بر اساس مفهوم اینرسی است، که عبارت است از عدم تمایل توده ها برای تغییر حالت حرکت خود، از این رو در کاربردهای مهندسی، واحدهای اندازه گیری اینرسی نامیده می شود.
شتاب‌سنج ، همانطور که از نامش پیداست، برای اندازه‌گیری شتاب خطی و ژیروسکوپ‌ها برای اندازه‌گیری پارامترهای مختلف حرکت چرخشی استفاده می‌شوند. با ترکیب اطلاعات به دست آمده از این دو دستگاه، حرکت یک جسم در فضای 3 بعدی را می توان با درجه بالایی از دقت محاسبه و پیش بینی کرد.
بیشتر درباره شتاب سنج
شتاب سنج وسیله ای است که برای اندازه گیری شتاب مناسب استفاده می شود. یعنی شتاب فیزیکی تجربه شده توسط یک جسم. لزوماً سرعت تغییر سرعت در آن قاب را اندازه گیری نمی کند، بلکه شتاب تجربه شده توسط بدنه یا فریم را اندازه گیری می کند. شتاب سنج شتاب 9.83ms-2 را روی زمین، صفر در سقوط آزاد و فضا، در حالت استراحت نشان می دهد. به بیان ساده، شتاب سنج شتاب نیروی g جسم یا قاب را اندازه می گیرد.
به طور کلی، ساختار یک شتاب سنج دارای جرمی است که به یک فنر (یا دو) متصل است. ازدیاد طول فنر تحت نیرویی که بر جرم وارد می‌شود، شتاب مناسبی را که بر روی سیستم یا قاب اعمال می‌کند، نشان می‌دهد. بزرگی ازدیاد طول توسط یک مکانیسم پیزوالکتریک به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
شتاب‌سنج‌ها نیروی g وارد بر بدن را اندازه‌گیری می‌کنند و فقط شتاب خطی را اندازه‌گیری می‌کنند. نمی تواند اندازه گیری های دقیقی در مورد حرکت چرخشی بدن ارائه دهد، اما می تواند اطلاعاتی در مورد جهت زاویه ای سکو توسط شیب بردار گرانش ارائه دهد.
شتاب‌سنج‌ها تقریباً در هر زمینه‌ای کاربرد دارند که برای اندازه‌گیری حرکت ماشین در فضای سه بعدی و در اندازه‌گیری گرانش نیاز دارند. سیستم ناوبری اینرسی که جزء ضروری سیستم ناوبری هواپیماها و موشک ها است از شتاب سنج های با دقت بالا و دستگاه های موبایل مدرن مانند تلفن های هوشمند و لپ تاپ ها نیز استفاده می کند. در ماشین‌های سنگین، از شتاب‌سنج‌ها برای نظارت بر ارتعاش استفاده می‌شود. شتاب سنج ها حضور قابل توجهی در مهندسی، پزشکی، سیستم های حمل و نقل و لوازم الکترونیکی مصرفی دارند.
بیشتر درباره ژیروسکوپ
ژیروسکوپ وسیله ای برای اندازه گیری جهت سکو است و بر اساس اصل بقای تکانه زاویه ای عمل می کند. اصل بقای تکانه زاویه ای بیان می کند که وقتی یک جسم در حال چرخش تلاش می کند تا محور خود را تغییر دهد، بدن نسبت به تغییر برای حفظ تکانه زاویه ای خود بی میلی نشان می دهد.
به طور کلی، ژیروسکوپ های مکانیکی دارای یک جرم چرخان (معمولا یک دیسک) هستند که توسط میله ای که به عنوان محور عمل می کند به گیمبال متصل می شود.جرم بی‌وقفه می‌چرخد و هنگامی که جهت سکو تغییر می‌کند، در هر یک از سه بعد، برای مدتی در موقعیت اصلی خود باقی می‌ماند. از اندازه گیری تغییرات موقعیت قاب ژیروسکوپ نسبت به محور چرخش می توان اطلاعاتی در مورد تغییر جهت زاویه ای به دست آورد.
با ترکیب این اطلاعات با شتاب سنج ها، می توان تصویر دقیقی از موقعیت قاب (یا جسم) در فضای سه بعدی ایجاد کرد.
مانند شتاب‌سنج‌ها، ژیروسکوپ‌ها نیز جزء اصلی سیستم‌های ناوبری و هر رشته مهندسی مرتبط با نظارت حرکت هستند. در دستگاه های الکترونیکی مصرفی مدرن، به ویژه دستگاه های تلفن همراه مانند تلفن های هوشمند و رایانه های دستی، از شتاب سنج و ژیروسکوپ برای حفظ جهت گیری استفاده می شود تا نمایشگر همیشه در جهت درست بماند. با این حال، این شتاب‌سنج‌ها و ژیروسکوپ‌ها از نظر ساختار متفاوت هستند.
تفاوت بین شتاب سنج و ژیروسکوپ چیست؟
• شتاب سنج شتاب خطی مناسب مانند نیروی g را اندازه گیری می کند.
• در حالی که، ژیروسکوپ ها تغییر جهت را با استفاده از تغییرات ویژگی های زاویه ای مانند جابجایی زاویه ای و سرعت زاویه ای اندازه گیری می کنند.
