Гироскоп что измеряет: Гироскоп — Википедия – Как это работает: гироскоп
📱 Гироскоп в телефоне: возможности и преимущества
Что такое гироскоп: теоретический экскурс в физику
Для начала, давайте разберёмся, как гироскоп появился на свет и чем он является в классическом научном понимании. Первый полноценный образец аппарата был представлен в 1817 году немецким учёным-астрономом Иоганном Боненбергом. Термин же «гироскоп» (от греческих слов «круг» и «смотреть») был внедрён французским исследователем Жаном Фуко в 1852 году. Визуально герой нашего обзора похож на схематичный макет, изображающий вращение как планеты вокруг своей оси, так и её спутников (недаром открытие имеет астрономические «корни»). В центре прибора расположен элемент, близкий по внешнему виду к простому волчку, а вокруг него с определённой скоростью движутся в нескольких плоскостях два или более колец.
[show/hide]Принцип данного изобретения состоит в следующем: во время вращения «волчок» сохраняет постоянное положение центральной оси, пока не испытает различные действия со стороны внешних сил. Следовательно, вы можете использовать в качестве объекта, расположенного в центре, любое твёрдое тело, точно определяя его положение в пространстве. Эта функция, в первую очередь, полезна при навигации, поэтому наиболее широкую популярность гироскоп приобрёл в авиации, судоходстве, а также космической отрасли.
Применение гироскопов в смартфонах: история появления и особенности работы
Помимо навигации, эта технология нашла своё место и среди мобильных устройств. «Первопроходцем» установки подобных датчиков в свои продукты стала легендарная американская компания Apple. Произошло это знаменательное событие в 2010 году, когда свет увидел знаменитый телефон IPhone 4. В дальнейшем применение технологичного оборудования превратилось из «диковинки» в обыденность. В 2019 году трудно найти смартфон, не снабжённый подобным чипом. 
Появление новой «фишки» открыло путь в массы сотням разработчиков полезных и развлекательных программ различного уровня. Конечно, в электронных изделиях гироскоп преобразовался из громоздкой конструкции в миниатюрную микросхему – иначе он попросту не поместился бы в компактном корпусе. Соответственно, изменился и принцип, по которому распознаются угловые изменения положения гаджета в пространстве и иные движения. Внутри элемента расположены специальные грузики, смещения которых фиксируются процессором, преобразующим механические импульсы в электрические.
Различия между гироскопом и акселерометром – такие разные «братья»
Прежде чем перейти к дальнейшему анализу героя нашего обзора, стоит упомянуть о «родственном» чипе, который встречается в телефонах даже чаще гироскопа – об акселерометре. Его основная функция – измерение ускорения относительно точки, в которой изначально был расположен объект. В этом и состоит главное отличие двух популярных чипов. Но давайте рассмотрим различия более подробно:
| Акселерометр | Гироскоп |
| Измеряет расстояние, на которое был перемещён прибор в пространстве | Рассчитывает угловое отклонение тела в трёх плоскостях |
| Необходим для расчёта размеров, но бесполезен при вращении и перемещении самого гаджета | Важен для измерений, связанных с вращением и углами, но не измеряет расстояние |
Портативный и полезный гироскоп: на что способно это оборудование в телефоне
«Теория, это, конечно, хорошо, но как я смогу использовать такое приспособление на практике?» — спросит наш читатель. И наша редакция готова перейти от скучной науки к рассказу о реальном применении оборудования в современных условиях. Поехали!
Автоматический поворот экрана
Наиболее популярной и заметной функцией является автоматическое изменение расположения изображения на экране. Вертикальный режим, можно сказать «повседневный», удобнее для общения и иных простых действий. Но для комфортного веб-сёрфинга, мобильных игр, просмотра фильмов и сериалов куда удобнее горизонтальное (ландшафтное) расположение экрана. За переключение между двумя этими состояниями и как раз отвечает гироскоп.
Функцию автоповорота можно отключить, если на текущий момент в ней нет потребности Управление телефоном при помощи движений
Эта опция используется не столь часто. Однако она удобна в час пик в переполненном транспорте или при банальной нехватке времени. Вам достаточно лишь встряхнуть аппарат для ответа на звонок, переключения трека в плеере или иных действий, в других условиях требующих полноценных действий обеими руками.
Единственным недостатком такой «фишки» является вероятность случайного срабатывания во время быстрых перемещенийНавигационные программы
Как мы уже говорили ранее, изначально гироскопы использовались в навигационных системах самолётов, кораблей и иных средств передвижения. Из этой сферы инженеры и перенесли удобную функцию в портативные устройства. Запомните, спутники GPS, ГЛОНАСС или BeiDou будут «сотрудничать» с вашим аппаратом только при наличии встроенного датчика! Также существуют десятки программ, превращающих телефон в компас – без героя нашего обзора их эффективность была бы равна нулю.
Программы для измерений
Если вы работаете в сфере строительства, то нередко сталкиваетесь с таким инструментом, как уровень. Он необходим для определения ровности поверхности. При отклонении в ту или иную сторону будет увеличиваться нагрузка на материал, а также элемент приобретёт неэстетичный внешний вид. Поскольку гироскоп измеряет углы, скачав соответствующую программу из Play Маркета или App Store, вы сможете превратить мобильный телефон в строительный уровень – это очень удобно и практично.
В некоторых случаях расчёты программы могут давать более точные цифры, чем физические измерения инструментомЦифровые развлечения
В обзоре нельзя не упомянуть про любимые всеми игры и весёлые приложения для поднятия настроения. Многие приобретают смартфоны не только для работы и связи, но также и для всевозможных развлечений. И здесь прибору есть, где разгуляться. Наклонами гаджета можно управлять рулём в гоночных играх или перемещениями протагониста в зажигательных шутерах. Есть даже приложения, полностью построенные на физике изменения углов. Самым популярным примером является Doodle Jump.
Управление при помощи движений не только усиливает впечатления от процесса прохождения, но также улучшает реакцию и координацию игрока
Недостатки датчика
К сожалению, даже у столь технологичного оборудования имеется ряд досадных недостатков, мешающих некоторым пользователям полноценно пользоваться всеми достоинствами. Вот наиболее заметные из них:
- незапланированное изменение ориентации экрана с «портрета» в «ландшафт» во время резких движений;
- при длительном использовании возникают погрешности в расчётах, связанные с воздействием внешних факторов (например, сторонние вибрации или колебания температур). Со временем это может привести к ошибкам в правильном определении положения аппарата в пространстве.
- поскольку сенсор не способен измерять пройденное расстояние, без акселерометра его польза в определённых приложениях значительно снижается.
Чтобы выявить погрешность, достаточно сравнить значения с несколькими точно откалиброванными телефонами
Как узнать о наличии в смартфоне гироскопа
В 2019 году трудно найти человека, у которого бы не было мобильного средства связи. Но думаем, что каждый из наших читателей хотел бы знать, есть ли в его гаджете подобное оборудование. Для этого существует два наиболее распространённых способа:
- Найти на официальном сайте производителя характеристики вашего электронного помощника и прочитать в них соответствующий раздел.
- Если на сайте отсутствует интересующая нас информация (именно отсутствуют сведения, а не указано, что гироскоп не установлен в нашем устройстве), необходимо воспользоваться сторонними программами, которые анализируют работу основных и вспомогательных модулей системы. Лучшим выбором среди всего многообразия предложений является знаменитая программа AnTuTu Benchmark либо более узкоспециализированный продукт Sensor Sense.
Можно попробовать найти данные на страницах онлайн-магазинов, но это менее надёжный источник информации
Чтобы определиться с наличием модуля, достаточно найти соответствующий пункт – информация в данном случае точная
Управление гироскопом и его калибровка – возможны ли эти действия в телефоне
Сразу скажем – стандартными средствами вы не сможете изменить настройки, заложенные производителем в этот датчик. Вы можете только включить или отключить определённую функцию, напрямую связанную с гироскопом – автоповорот экрана. Делается это следующим образом (для примера возьмём ОС Android, телефон фирмы Xiaomi):
Полностью гироскоп вы не сможете включить или выключить. Что же касается калибровки – некоторые программы, например, упоминаемая нами ранее Sensor Sense или штатная система на смартфонах Meizu, предлагают данную опцию. Но это, скорее, исключение, нежели правило.
Будьте осторожны, настраивая работу прибора – подобные действия под силу только опытным пользователям Android и iOS
Выводы
Подводя черту под всем, что мы сегодня исследовали и проанализировали, хочется сказать, что потенциал гироскопов раскрыт ещё далеко не на все 100%. С каждым годом появляется всё больше решений для применения подобного чипа. Особенно интересным видится внедрение их в VR-шлемы и очки, постепенно набирающие популярность по обе стороны океана. А пока что пользуйтесь удобными и доступными опциями, которые предоставляет модуль сегодня.
Гироскоп. Что такое гироскоп? История гироскопа. Принцип работы гироскопа.
Гироскоп. Что такое гироскоп?
Что такое гироскоп?
Гироскоп — это устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчета.
Гироскопы представляют собой вращающиеся с высокой частотой твердые тела.
Простейший пример гироскопа — юла (волчок).
Гироскопический прибор — это техническое устройство, в котором в качестве основного элемента используется быстро вращающийся ротор, закрепленный таким образом, чтобы его ось вращения поворачивалась. Гироскопические приборы широко используются для решения навигационных задач либо в системах ручного и автоматического управления движением различных объектов.
Появление термина гироскоп.
Термин «гироскоп» впервые был использован Жаном Фуко, французским физиком, механиком и астрономом, в 1852 году в докладе во Французской Академии Наук. Доклад Жана Бернара Леона Фуко был посвящён способам экспериментального обнаружения вращения Земли в инерциальном пространстве.
История создания гироскопа.
До изобретения гироскопа люди использовали различные методы определения направления в пространстве. Вначале люди начали ориентироваться визуально по удалённым предметам, в частности, по Солнцу.
Уже в древности появились первые приборы, основанные на гравитации: отвес и уровень.
В средние века в Китае был изобретён компас, использующий магнетизм Земли.
В Древней Греции были созданы астролябия и другие приборы, основанные на измерениях относительно положения звёзд.
Первые прототипы современного гироскопа начали появляться в начале 19-го века.
Так, устройство, которое можно назвать гироскопом, изобрёл Иоганн Боненбергер, который в 1817 году опубликовал описание своего изобретения. А французский математик Пуассон, уже в 1813 году, упоминает Иоганна Боненбергера как изобретателя подобного устройства. Главной частью гироскопа Боненбергера был вращающийся массивный шар в кардановом подвесе.
В 1832 году американец Уолтер Р. Джонсон придумал гироскоп с вращающимся диском.
В 1852 году французский учёный Жан Фуко усовершенствовал подобное устройство, и дал ему название «гироскоп».
Именно Жан Фуко придумал название «гироскоп». Можно отметить, что Фуко, как и Боненбергер, использовал в гироскопе карданов подвес.
На фотографии гироскоп, изобретённый Жаном Фуко, изготовленный французским механиком Дюмолен-Фроментом, в 1852 году.
Главным свойством карданова подвеса является то, что если в него закрепить вращающееся тело, то оно будет сохранять направление оси вращения независимо от ориентации самого подвеса. Это свойство нашло применение в гироскопах и гироскопических приборах.
Начало использования гироскопов.
В первых гироскопах скорость вращения быстро снижалась из-за силы трения. Во второй половине 19-го века было предложено для разгона и поддержания скорости вращения гироскопа использовать электродвигатель.
Преимуществом гироскопа и гироскопических приборов перед другими более древними приборами, использовавшимися при измерениях, явилось то, что он правильно работает в сложных условиях. Например, плохая видимость, различные колебания, тряска, и электромагнитные воздействия.
Впервые на практике гироскопический прибор был применён в 1880-х годах австрийским инженером Л.Обри для стабилизации курса торпеды.
Следующее применение гироскопа в технике также относится к морскому делу. Гироскоп использовали при разработке морского указателя курса — гирокомпаса. Прототип современного гирокомпаса первым создал Герман Аншютц-Кэмпфе (запатентован в 1908), вскоре подобный прибор построил американский инженер Э. Сперри (запатентован в 1911).
В 20-м веке гироскопы стали широко использоваться на самолётах, вертолетах, ракетах, подводных лодках, вместо компаса или совместно с ним.
Гироскопы. Использование гироскопов.
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.
Гироскопы, у которых центр масс совпадает с центром подвеса O, называются астатическими, в противном случае — статическими гироскопами.
Для обеспечения вращения ротора гироскопа с высокой скоростью применяются специальные гиромоторы.
Для управления гироскопом и снятия с него информации используются датчики угла и датчики момента.
Гироскопы используются в виде компонентов как в системах навигации (авиагоризонт, гирокомпас и т. п.), так и в системах ориентации и стабилизации различных аппаратов.
Развитие гироскопических приборов.
Постоянно растущие требования к точностным и эксплуатационным характеристикам гиро-приборов заставили ученых и инженеров многих стран мира не только усовершенствовать классические гироскопы с вращающимся ротором, но и искать принципиально новые идеи, позволившие решить проблему создания чувствительных датчиков для измерения и отображения параметров углового движения объекта.
В настоящее время известно более ста различных явлений и физических принципов, которые позволяют решать гироскопические задачи. В США, ЕС, Японии, России выданы тысячи патентов и авторских свидетельств на соответствующие открытия и изобретения.
Поскольку прецизионные гироскопы используются в системах наведения стратегических ракет большой дальности, во время холодной войны информация об исследованиях, проводимых в этой области, классифицировалась как сверхсекретная.
Сегодня созданы достаточно надежные и точные гироскопические системы, удовлетворяющие большой круг потребителей.
Современные гироскопические приборы работают и обеспечивают высокую точность необходимых измерений в любом месте — под землёй, под водой, в космосе.
Гироскоп. Что такое гироскоп? История гироскопа. Принцип работы гироскопа.
Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss.ru)
Что такое гироскоп, для чего нужен, и как работает?
Гироско́п (от др. -греч. γυρο «вращение» и др. -греч. σκοπεω «смотреть» ) — устройство, способное измерять изменение углов ориентации связанного с ним тела относительно инерциальной системы координат. Основные два типа гироскопов по принципу действия: механические гироскопы, оптические гироскопы. По режиму действия гироскопы делятся на: датчики угловой скорости, указатели направления. Однако, одно и то же устройство может работать в разных режимах в зависимости от типа управления. Среди механических гироскопов выделяется ро́торный гироско́п — быстро-вращающееся твёрдое тело, ось вращения которого способна изменять ориентацию в пространстве. При этом скорость вращения гироскопа значительно превышает скорость поворота оси его вращения. Основное свойство такого гироскопа — способность сохранять в пространстве неизменное направление оси вращения при отсутствии воздействия на неё моментов внешних сил. Свойства гироскопа используются в приборах — гироскопах, основной частью которых является быстро вращающийся ротор, который имеет несколько степеней свободы (осей возможного вращения) . Гироскопы используются в виде компонентов как в системах навигации (авиагоризонт, гирокомпас, ИНС и т. п.) , так и в нереактивных системах ориентации и стабилизации космических аппаратов.
прибор. типа детской юлы. применяется в навигации.
Гироскоп — быстро вращающееся симметричное твердое тело, у которого: -1- ось вращения может изменять свое направление в пространстве; -2- угловая скорость вращения велика по сравнению с угловой скоростью, которую может иметь сама ось при изменении своего направления. Различают два основных типа гироскопов: — гироскопы с двумя степенями свободы; и — гироскопы с тремя двумя степенями свободы, которые в свою очередь подразделяются на астатические и на позиционные. В зависимости от физических свойств чувствительных гироскопических элементов различают гироскопы с механическим или с жидкостным ротором, а также вибрационные, лазерные, ядерные гироскопы. Гироскопы применяются для автоматического управления движением самолетов, судов, ракет и др.
Массивный вращающийся диск для уменьшения влияния внешних факторов на объект при движении
Могу добавить что гироскоп сохраняет направление своей оси даже в космосе.
если упростить — это волчек, котоый крутится с высокой скоростью .. как правило вращактся при промощи электромотора. если знакома с детской игрушкой «Юла» ., то знаешь, что раскрученную юлу трудно отклонить от вертикального положения, а если отклонить — она стремится его восстановить . Так же работает и гироскоп. «волчок» вращаясь с огромной скоростью ( порядка десятков — сотен тысяч оборотов в минуту) занимает в пространстве определенное положение . если попвтаться его от этого положения отеклонить — на концах оси его вращения возникают силы, котрые измеряются датчиками .. по величине этих сил можно определить степень отклонения от первоначального положения. используется в навигации и прборах автоматического управления .. где-то так . .
Навигатор помоему
а что такое поисковые системы в интернете и как их сипользовать?… не пробовали?)
Если вы найдете на современном самолете механический гироскоп (кроме резервного авиагоризонта) , можете забрать его себе на память. Сейчас везде лазерные или оптоволоконные гироскопы. Они определяют только угловые скорости. А дальше — математика. Три лазерных гироскопа и три акселерометра по трем осям — это бесплатформенная инерциальная навигационная система (ИНС) — прощай, любимая ЭЛЕКТРОМЕХАННИКА, мне будет тебя нехватать.
Здравствуйте! Гироскоп основан на стремлении сохранения направления оси вращающегося тела и хорошо видно на волчке, который, вращаясь, стоит и не падает. Это очень важное свойство широко применчяется во многих областях науки и технике, когда необходимо автономно оценить отклонения объекта в пространстве от заданного положения, не используя информации о положении объекта относительно окружающей среды (напр. в самолёте, космическом корабле, подводной лодке…) . В современном гироскопе установлен быстро вращающийся «волчок», раскручиваемый электромотором и находящийся в подвешенном свободном положении (в двух перепендикулярных подвесках-осях — «карданном подвесе»), а поскольку ось вращающегося волчка сохраняет своё начальное пространственное положение, то оценивая (электронным способом) изменение положения оси волчка в пространстве относительно «стенок» прибора, можно точно определить изменение пространственного положения объекта, к которому жёство прикреплён прибор. Всего Вам доброго.
Посмотри, полезноhttps://yandex.ru/video/search?text=%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%B3%D0%B8%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF&path=wizard&parent-reqid=1488367521407377-8759930506743900624103726-sfront7-047&noreask=1&filmId=3203251870612712147
Гироско́п (от др. -греч. γῦρος — круг + σκοπέω — смотрю) — устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчета.
Что такое гироскоп 🚩 Гироскоп в планшете
Наверное, в детстве маленький Леон Фуко, как любой пытливый ребенок, с восхищением и любопытством следил за вращением простейшего деревянного волчка. Его заинтересовало свойство стремительно вращающегося вокруг своей оси диска сохранять постоянным положение оси вращения в пространстве. Повзрослев и став уже известным ученым, французский ученый Жан Бернар Леон Фуко использовал эту способность крутящегося диска, чтобы доказать факт суточного вращения Земли. Эксперимент был проведен в 1852 году. Л. Фуко дал сконструированному прибору с тремя степенями свободы название гироскоп. В переводе с греческого языка это слово означает: «наблюдать вращение».
Гироскопом (жироскопом) называется любое твердое физическое тело, быстро вращающееся вокруг своей оси симметрии и, благодаря этому, сохраняющее устойчивость направления этой оси – оси гироскопа. Примерами гироскопа являются планеты солнечных систем, артиллерийские снаряды и пули, пущенные из нарезных стволов, роторы в электрических машинах и турбинах. Эти свойства стремительно вращающегося диска в карданном шарнире сегодня широко используются в авиационной и морской навигации в качестве прибора для определения сторон света (гирокомпас) и стабилизирующих устройств.
Древние мореплаватели, хоть и были людьми отважными, но совершали свои переходы в основном вдоль родных побережий, стараясь не удаляться за пределы видимости. Плавания без риска заблудиться в безбрежном океане стали возможны лишь с началом широкого использования магнитного компаса. Произошло это для Европы в X-XI веках. Утверждают, что китайцы использовали намагниченную стрелку для определения сторон горизонта еще за 3000 лет до нашей эры. Появление на корабле нактоуза с плавающей в жидкости картушкой, всегда сориентированной на север, расширило возможности мореплавания, позволило совершать трансокеанические переходы. Однако показания магнитного компаса требуют постоянной корректировки и введения поправок на магнитное склонение и девиацию.
Гиромагнитный компас – это прибор, главным механизмом которого является гироскоп. С его помощью определяют курс самолета или морского судна относительно истинного – географического меридиана. Преимущества гирокомпаса перед магнитным собратом состоят в том, что на его показания в гораздо меньшей степени влияют электромагнитные поля, окружающий корпусной и перемещаемый металл. К тому же гирокомпас отличает высокая точность в условиях маневрирования.
Гироскоп в смартфоне откроет окно в новое измерение / Habr
Гироскоп
Гироскоп в iPhone 4 принесёт новую революцию. На мой взгляд, это самое важное из того, что в нём есть. Остальные моменты не столь интересны. Они так или иначе уже давно есть в других смартах. А отличный корпус и экран это очень приятно, но не открытие.
Окно в другой мир
Представьте себе, вы запускаете приложение на смартфоне и его экран становится для вас окном в другой мир.
Например это 3D игра.
Вы просто перемещаете смартфон для того, чтобы увидеть другие стороны того света. Вы поднимаете его вверх и видите небо. Опускаете внизу и видите землю. Вертите по сторонам, чтобы осмотреться.
А ещё можно сделать изменение видимого в экране угла изображения, если пользователь приближает или удаляет смартфон от себя.
Гироскоп как раз и даёт нам понять, как ориентирован смарт относительно мира и связать это с виртуальным миром.
А акселерометр даёт возможность программе знания о том, куда и как быстро смарт был перемещён.
Почему я говорю смарт, вместо iPhone? Потому что уже скоро, остальные тоже поместят гироскоп в своих смартах.
Хотя первая волна приложений будет для iPhone 4.
Я полагаю, что многие уже приступили к реализации этой идеи. И уже скоро (если не уже) начнут появляться такие программы.
Дополненная реальность
Как вы понимаете, связать это с дополненной реальность просто и легко. iPhone 4 может сам просто стать ассоциацией с дополненной реальностью, если другие не поторопятся. В этом ему так же поможет новая 5М камера. Этого и чёткого экрана, более чем достаточно для того, чтобы создать или дополнить мир с таким уровнем качества, что он будет почти не отличим от настоящего.
Добро пожаловать в новую эпоху.
UP. Нашел заметку на эту тему на английском.
UP2 Видео как работает гироскоп, как оказалось, некоторые не понимают, что это.
UP3 Революция возможна, только если 3-х осный гироскоп и акселерометр будут в устройстве вместе. По отдельности они не дадут таких возможностей.
UP4 Многие пишут, что в андроидах есть гироскоп. Ни одной подтверждающей ссылки до сих пор не привели. В основном это G-sensor, т.е. просто акселерометр. Будете писать, оставьте пруф-линк.
UP5 Просветляющий Видео, в котором показана работа гироскопа и акселерометра и даны объяснения что есть что и как работает.
UP6 Демо описаного в статье с 3ей минуты видео. Спасибо, Habroche.