โดย ไรอัน กูดริช เผยแพร่เมื่อ 31 พฤษภาคม 2018
เครื่องวัดเว็บตรงความสูงใช้ไจโรสโคปเพื่อกําหนดระดับความสูงและตําแหน่งของเครื่องบิน (เครดิตภาพ: <a อุปกรณ์ทางประสาทสัมผัสที่แตกต่างกันจํานวนมากใช้เพื่อกําหนดตําแหน่งและการวางแนวของวัตถุ เซ็นเซอร์ที่พบมากที่สุดคือไจโรสโคปและมาตรความเร่ง แม้ว่าจะมีจุดประสงค์คล้ายกัน แต่ก็วัดสิ่งต่าง ๆ ได้
เมื่อรวมกันเป็นอุปกรณ์เดียวพวกเขาสามารถสร้างอาร์เรย์ที่มีประสิทธิภาพมากของข้อมูล
ไจโรสโคปคืออะไร?ไจโรสโคปเป็นอุปกรณ์ที่ใช้แรงโน้มถ่วงของโลกเพื่อช่วยกําหนดทิศทาง การออกแบบประกอบด้วยดิสก์ที่หมุนได้อย่างอิสระที่เรียกว่าโรเตอร์ซึ่งติดตั้งอยู่บนแกนหมุนตรงกลางของล้อที่ใหญ่ขึ้นและมั่นคงกว่า เมื่อแกนหมุนโรเตอร์จะยังคงนิ่งอยู่นิ่งเพื่อระบุการดึงแรงโน้มถ่วงกลางและดังนั้นทางใดคือ “ลง”
”ไจโรสโคปประเภทหนึ่งโดยทั่วไปทําโดยการระงับโรเตอร์ที่ค่อนข้างใหญ่ภายในวงแหวนสามวงที่เรียกว่า gimbals” ตามคู่มือการศึกษาของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐจอร์เจีย “การติดตั้งใบพัดแต่ละตัวเหล่านี้บนพื้นผิวแบริ่งคุณภาพสูงช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีแรงบิดน้อยมากที่สามารถกระทํากับโรเตอร์ด้านในได้”
ไจโรสโคปถูกคิดค้นและตั้งชื่อครั้งแรกในศตวรรษที่ 19 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Jean-Bernard-Léon Foucault จนกระทั่งปี 1908 นักประดิษฐ์ชาวเยอรมัน H. Anschütz-Kaempfe ได้พัฒนาไจโรคอมพาสที่ใช้งานได้เป็นครั้งแรกตามสารานุกรมบริแทนนิกา มันถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ในเรือดําน้ํา จากนั้นในปี 1909 มันถูกใช้เพื่อสร้างนักบินอัตโนมัติคนแรก
มาตรความเร่งคืออะไร?
มาตรความเร่งเป็นอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดที่ออกแบบมาเพื่อวัดความเร่งที่ไม่โน้มถ่วง เมื่อวัตถุที่รวมเข้าด้วยกันเปลี่ยนจากหยุดนิ่งไปสู่ความเร็วใด ๆ มาตรความเร่งได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองต่อการสั่นสะเทือนที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวดังกล่าว ใช้ผลึกด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่อยู่ภายใต้ความเครียดเมื่อเกิดการสั่นสะเทือนและจากความเครียดนั้นแรงดันไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นเพื่อสร้างการอ่านค่าความเร่งใด ๆ มาตรความเร่งเป็นส่วนประกอบสําคัญสําหรับอุปกรณ์ที่ติดตามการออกกําลังกายและการวัดอื่น ๆ ในการเคลื่อนไหวด้วยตนเองเชิงปริมาณ
เครื่องวัดความเร่งตัวแรกเรียกว่าเครื่อง Atwood และคิดค้นโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ George Atwood
ในปี 1783 ตามหนังสือ “Practical MEMS” โดย Ville Kaajakari การใช้ไจโรสโคปหรือมาตรความเร่ง
ความแตกต่างที่สําคัญระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองนั้นง่าย: อุปกรณ์หนึ่งสามารถรับรู้การหมุนได้ในขณะที่อีกเครื่องหนึ่งไม่สามารถทําได้ ในทางหนึ่งมาตรความเร่งสามารถวัดการวางแนวของรายการที่อยู่กับที่ที่มีความสัมพันธ์กับพื้นผิวโลก เมื่อเร่งความเร็วในทิศทางใดทิศทางหนึ่งมาตรความเร่งจะไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างสิ่งนั้นกับความเร่งที่ได้จากการดึงแรงโน้มถ่วงของโลกได้ หากคุณต้องพิจารณาแฮนดิแคปนี้เมื่อใช้ในเครื่องบินมาตรความเร่งจะสูญเสียความน่าสนใจไปอย่างรวดเร็ว
ไจโรสโคปรักษาระดับประสิทธิภาพโดยสามารถวัดอัตราการหมุนรอบแกนเฉพาะได้ เมื่อวัดอัตราการหมุนรอบแกนม้วนของเครื่องบินจะระบุค่าจริงจนกว่าวัตถุจะคงที่ การใช้หลักการสําคัญของโมเมนตัมเชิงมุมไจโรสโคปช่วยบ่งบอกถึงการวางแนว ในการเปรียบเทียบมาตรความเร่งจะวัดความเร่งเชิงเส้นตามการสั่นสะเทือน
มาตรความเร่งสองแกนทั่วไปช่วยให้ผู้ใช้มีทิศทางของแรงโน้มถ่วงในเครื่องบินสมาร์ทโฟนรถยนต์หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ในการเปรียบเทียบไจโรสโคปมีวัตถุประสงค์เพื่อกําหนดตําแหน่งเชิงมุมตามหลักการของความแข็งแกร่งของพื้นที่ การใช้งานของแต่ละอุปกรณ์แตกต่างกันอย่างมากแม้จะมีวัตถุประสงค์คล้ายกันก็ตาม ตัวอย่างเช่นไจโรสโคปใช้ในการนําทางบนยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับเข็มทิศและเรือขนาดใหญ่ในที่สุดก็ช่วยให้มีความมั่นคงในการนําทาง มาตรความเร่งมีการใช้งานอย่างแพร่หลายไม่แพ้กันและสามารถพบได้ในวิศวกรรมเครื่องจักรการตรวจสอบฮาร์ดแวร์การตรวจสอบอาคารและโครงสร้างการนําทางการขนส่งและแม้แต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สําหรับผู้บริโภค
การปรากฏตัวของมาตรความเร่งในตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สําหรับผู้บริโภคด้วยการแนะนําอุปกรณ์ที่แพร่หลายเช่น iPhone ที่ใช้สําหรับแอพเข็มทิศในตัวได้อํานวยความสะดวกในความนิยมโดยรวมในทุกช่องทางของซอฟต์แวร์ การกําหนดการวางแนวหน้าจอทําหน้าที่เป็นเข็มทิศและการเลิกทําโดยเพียงแค่เขย่าสมาร์ทโฟนเป็นฟังก์ชั่นพื้นฐานบางประการที่ต้องอาศัยการมีมาตรความเร่ง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาแอปพลิเคชันในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สําหรับผู้บริโภคขยายไปถึงแล็ปท็อปส่วนบุคคลการใช้งานจริงแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่างเซ็นเซอร์เหล่านี้ได้ดีที่สุด มาตรความเร่งใช้เพื่อกําหนดความเร่ง แม้ว่ามาตรความเร่งแบบสามแกนสามารถระบุการวางแนวของแพลตฟอร์มที่สัมพันธ์กับพื้นผิวโลกได้ เว็บตรง
