تعداد زیادی اختراع وجود دارد که با سابقه طولانی و بسیار غنی استفاده در دستگاه ها و دستگاه های مختلف مشخص می شود. اغلب شما می توانید نام چیزی را بشنوید، اما حتی نمی دانید که برای چه چیزی در نظر گرفته شده است. اینجاست که این سوال مطرح می شود که ژیروسکوپ چیست؟ ارزش بررسی را دارد.
تعریف پایه
ژیروسکوپ یک وسیله ناوبری است که از روتوری که به سرعت در حال چرخش است به عنوان عنصر اصلی خود استفاده می کند که به گونه ای ثابت شده است که محور چرخش آن بچرخد. دو قاب گیمبال سه درجه آزادی را ایجاد می کنند. در غیاب هر گونه تأثیر خارجی بر روی دستگاه، محور چرخش خود روتور یک جهت ثابت را در فضا حفظ می کند. اگر تحت تأثیر گشتاور یک نیروی خارجی باشد که تمایل دارد محور چرخش خود را بچرخاند، آنگاه حرکت خود را نه حول جهت لحظه، بلکه حول محوری عمود بر آن آغاز می‌کند.
ویژگی های دستگاه
اگر در مورد چیستی ژیروسکوپ صحبت کنیم، شایان ذکر است که در یک دستگاه چرخشی با کیفیت متعادل و نسبتاً سریع که بر روی بلبرینگ های بسیار پیشرفته نصب شده است، با اصطکاک کم، عملاً هیچ لحظه ای از نیروهای خارجی وجود ندارد، بنابراین دستگاه قادر است جهت خود را در فضا تقریباً بدون تغییر حفظ کند. بنابراین، می تواند زاویه چرخش پایه ای که روی آن ثابت شده است را نشان دهد. اینگونه بود که چرخش زمین برای اولین بار توسط فیزیکدان فرانسوی J. Foucault به وضوح نشان داده شد. اگر چرخش محور توسط یک فنر خاص محدود شود، در این صورت وقتی دستگاه روی هواپیمایی که چرخش را انجام می دهد نصب می شود، ژیروسکوپ فنر را تغییر شکل می دهد تا لحظه ای که نیروی خارجی متعادل شود. در این حالت نیروی کشش یا فشار فنر متناسب با سرعت زاویه ای هواپیما خواهد بود. این اصل نشانگر جهت هوانوردی و بسیاری از دستگاه های ژیروسکوپی دیگر است. از آنجایی که برای حفظ چرخش روتور ژیروسکوپ اصطکاک بسیار کمی در یاتاقان ها وجود دارد، انرژی زیادی مورد نیاز نیست. معمولاً یک موتور الکتریکی کم مصرف یا یک جت هوای فشرده برای به حرکت درآوردن آن و همچنین حفظ این حرکت کافی است.
ژیروسکوپ: برنامه کاربردی
اغلب این دستگاه به عنوان یک عنصر حسگر برای نشان دادن دستگاه های ژیروسکوپی و همچنین یک سنسور برای زاویه چرخش یا سرعت زاویه ای برای دستگاه هایی که کار می کنند استفاده می شود.تحت کنترل خودکار در برخی موارد، ژیروسکوپ می تواند به عنوان یک تولید کننده انرژی یا گشتاور عمل کند.
در حال حاضر، اصل عملکرد ژیروسکوپ اجازه استفاده فعال از آن را در هوانوردی، کشتیرانی و فضانوردی می دهد. تقریباً هر کشتی دریایی دارای قطب نما برای کنترل خودکار یا دستی شناور است و برخی نیز از ژیرو تثبیت کننده استفاده می کنند. سیستم کنترل آتش توپخانه دریایی معمولاً مجهز به ژیروسکوپ های اضافی زیادی است که برای ارائه یک چارچوب مرجع پایدار یا اندازه گیری سرعت های زاویه ای طراحی شده اند.
اگر می دانید ژیروسکوپ چیست، پس باید بدانید که بدون آن، کنترل خودکار اژدرها به سادگی غیرقابل تصور است. هلیکوپترها و هواپیماها نیز به منظور ارائه اطلاعات قابل اعتماد در مورد عملکرد سیستم های ناوبری و تثبیت، لزوماً به این دستگاه ها مجهز هستند. چنین دستگاه هایی شامل نشانگر نگرش، نشانگر چرخش و چرخش ژیروسکوپی، ژیروسکوپ عمودی است. اگر هلیکوپتری را با ژیروسکوپ در نظر بگیریم، این دستگاه می تواند هم به عنوان یک دستگاه اشاره گر و هم به عنوان سنسور خلبان خودکار عمل کند. بسیاری از هواپیماها مجهز به قطب‌نماهای مغناطیسی تثبیت‌شده با ژیروسکوپ و سایر تجهیزات هستند - دوربین‌هایی با ژیروسکوپ، ژیروسکتانت‌ها، مناظر ناوبری. در هوانوردی نظامی، ژیروسکوپ ها به طور فعال به عنوان اجزاء در مناظر بمباران و شلیک هوایی استفاده می شوند.
استفاده در ابزارهای مدرن
بنابراین، با توجه به آنچنین ژیروسکوپی، لازم به ذکر است که این دستگاه به طور فعال نه تنها در مناطق ذکر شده قبلی استفاده می شود. تلفن های هوشمند و تبلت های مدرن به تعداد زیادی ویژگی و ماژول اضافی مجهز هستند که برخی از آنها بسیار مفید هستند، در حالی که برخی دیگر می توانند در استفاده راحت از دستگاه اختلال ایجاد کنند و کاربران را آزار دهند. یکی از آنها ژیروسکوپ موجود در گوشی است که با استفاده از دستگاه خود مشخص می شود. از یک طرف، بسیار مفید است، اگرچه از طرف دیگر، اکثر کاربران ترجیح می دهند به سادگی آن را خاموش کنند.
ژیروسکوپ در تلفن: چیست؟
ابتدا باید تصمیم بگیرید که چه نوع دستگاهی است و با چه عملکردی مشخص می شود. بنابراین، ژیروسکوپ در تلفن - چیست؟ این عنصر برای تعیین نحوه جهت گیری دستگاه در فضا ضروری است. در برخی موارد می توان از این سنسور برای محافظت از تک تک عناصر دستگاه در برابر سقوط در آینده استفاده کرد. در واقع این سنسور برای تعیین تغییر موقعیت و در حضور شتاب سنج - و شتاب در هنگام سقوط طراحی شده است. سپس اطلاعات به واحد محاسباتی گجت منتقل می شود. با نرم‌افزار خاصی، دستگاه تصمیم می‌گیرد که چگونه به تغییراتی که در آن رخ داده است واکنش نشان دهد.
دیگه برای چیه؟
بنابراین، اگر همه چیز با این سوال که ژیروسکوپ چیست روشن شود، باید بدانیم چرا از آن در تلفن ها استفاده می شود. حفاظت از داخل اینجا نیستتنها وظیفه در ترکیب با نرم افزارهای مختلف، عملکردهای مختلفی دارد. برای مثال می توان از گوشی هوشمند برای بازی هایی استفاده کرد که با چرخاندن، تکان دادن یا چرخاندن دستگاه کنترل می شوند. چنین کنترل‌هایی بازی‌ها را واقعاً سرگرم‌کننده می‌کنند و تقاضای زیادی برای آنها ایجاد می‌کنند.
ویژگی های جالب
می توان به این نکته اشاره کرد که محصولات اپل مجهز به ژیروسکوپ هستند و نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند، زیرا برنامه های کاربردی زیادی به آنها گره خورده است. حالتی به نام CoverFlow به طور ویژه برای آن توسعه داده شد. تعداد بسیار زیادی برنامه وجود دارد که در این حالت کار می کنند، اما می توانید در چند مورد که به وضوح آن را نشان می دهند متوقف شوید. به عنوان مثال، اگر از یک ماشین حساب در آیفون استفاده می کنید، در موقعیت عمودی فقط اقدامات ساده در دسترس کاربر خواهد بود، یعنی: جمع، تفریق، تقسیم و ضرب. اما وقتی دستگاه را 90 درجه بچرخانید، همه چیز تغییر می کند. در همان زمان، ماشین حساب به حالت پیشرفته، یعنی مهندسی، تغییر می کند، که در آن توابع بسیار بیشتری در دسترس خواهند بود.
اگر می دانید ژیروسکوپ چگونه کار می کند، باید توجه داشته باشید که از عملکردهای آن می توان برای تعیین موقعیت مکانی خود روی زمین نیز استفاده کرد.
می توانید با استفاده از ناوبری GPS در چنین دستگاهی نقشه منطقه را مشاهده کنید و در این صورت نقشه همیشه به سمتی می چرخد که نگاه شما به آن سمت می رود. پس اگر مواجه هستیدبه عنوان مثال به سمت رودخانه، سپس روی نقشه نمایش داده می شود و اگر بچرخید، موقعیت نقشه نیز تغییر می کند. به لطف این، جهت گیری در منطقه بسیار ساده شده است و می تواند برای افرادی که علاقه مند به فعالیت های بیرون از منزل هستند بسیار مفید باشد.
مشکلات با ژیروسکوپ در تلفن
می توان در مورد کاستی های ذاتی ژیروسکوپ نیز گفت. اغلب آنها به دلیل این واقعیت خاموش می شوند که برنامه ها به تغییر موقعیت در فضا با کمی تاخیر واکنش نشان می دهند. به عنوان مثال، اگر تصمیم دارید در حالی که روی کاناپه دراز کشیده اید، از روی صفحه نمایش گوشی هوشمند یا تبلت بخوانید، ژیروسکوپ و برنامه مرتبط با آن هر بار که بچرخانید یا وضعیت خود را تغییر دهید، جهت صفحه را تغییر می دهد. این باعث ناراحتی زیادی می شود، زیرا به ندرت دستگاه قادر به تفسیر صحیح موقعیت در فضا است و به دلیل واکنش دیرهنگام برنامه وضعیت بدتر می شود.
انواع مدرن
اولین ژیروسکوپ ها مکانیکی بودند. این نوع دستگاه هنوز هم امروزه مورد استفاده قرار می گیرد، اما با برخی بهبودها برای مفیدتر کردن آن. در حال حاضر یک ژیروسکوپ لیزری وجود دارد که فاقد معایب ذاتی مکانیکی است. و فقط چنین وسیله ای در فناوری مدرن استفاده می شود.
