Co to jest żyroskop

Nazwa żyroskop - urządzenia służącego, wykorzystywanego do wykonywania pomiarów, jak również utrzymywania wymaganego położenia kątowego -wywodzi się z języka greckiego. Urządzenie zostało wynalezione w połowie lat pięćdziesiątych osiemnastego wieku przez francuskiego wynalazcę Jeana Foucaulta. Naukowcowi udało się skonstruować urządzenie, które charakteryzowało się trzystopniową swobodą, umożliwiającą dowolną zmianę jego miejsca w przestrzeni przy zachowaniu tego samego kierunku osi jego obrotu. Jego funkcjonalność wykorzystuje zasadę zachowania momentu pędu. Jego zachowanie można porównać do obrotu ciał niebieskich w kosmosie lub ruchu pocisków karabinowych. O prawidłowej pracy żyroskopu decyduje wymagana prędkość o charakterze obrotowym oraz stosunkowo niewielka wartość tarcia w łożyskach. Aby zmniejszyć tarcie łożyska, umieszcza się go w strumieniu odpowiednio sprężonego powietrza, w próżni bądź polu magnetycznym.

Działanie żyroskopu w doskonały sposób przedstawił inny francuski fizyk Jean Baptiste Perrin. Wykorzystał do tego celu żyroskop, walizkę i tragarza kolejowego. Umieszczone w środku walizki urządzenie nie pozwalało tragarzowi w swobodny sposób zmienić kierunek obranej trasy stawiając silny opór i przekręcając go w innymi kierunku.

Żyroskopy występują najczęściej w dwóch postaciach: kierunkowej oraz prędkościowej. Żyroskopy kierunkowe dzięki utrzymaniu stałego kierunku wirowania umożliwiają obserwację obrotu ciała, do jakiego zostały zamocowane. Z kolei zadaniem żyroskopów prędkościowych (w odróżnieniu do kierunkowych) jest wskazanie prędkości kątowej obiektu, w których zostały zamontowane. W tej grupie do najbardziej popularnych należą żyroskopy mechaniczne z ograniczoną swobodą obrotu, żyroskopy optyczne w tym laserowe bądź światłowodowe, rozpoznające zmianę położenia obiektu dzięki wykorzystaniu zjawiska zmiany częstotliwości fal świetlnych, oraz żyroskopy, które wykorzystując efekt Coriolisa oddziaływają na drgające elementy.

Masywne pod względem swojej wielkości żyroskopy już od stuleci wykorzystuje się do tłumienia kołysania jakie towarzyszysz płynącym statkom. Dużo mniejszy w swojej konstrukcji żyroskop stanowi ponadto najważniejszy element żyrokompasów, które wykorzystywane są do nawigacji. Znajdują zastosowanie w urządzeniach nawigacyjnych samolotów oraz statków. Stanowią nieodłączny element w busolach lotniczych, żyroskopach kursowych oraz w pionie żyroskopowym. Żyroskopy szczególnie z rodzaju prędkościowych znajdują również ogromne zastosowanie w MEMS czyli mikrosystemach zintegrowanych układów elektromechanicznych. W elektromechanice pełnią przede wszystkim rolę wirników wibrujących, których funkcjonalizm wykorzystuje oddziaływanie na drgające elementy. O mikroskopijnej wielkości urządzenia żyroskopowe będące wyjątkowym osiągnięciem technologicznym znajdują zastosowanie nie tylko w nawigacji samolotów, statków morskich, rzecznych czy kosmicznych, ale również w nowoczesnych urządzeniach codziennego użytku. Wykorzystywane są do produkcji osobistych narzędziach nawigacyjnych, służą do stabilizacji pojazdów mechanicznych, a nawet znajdują zastosowanie w nowoczesnych modelach telefonów komórkowych. Dziś wielu producentów oferuje modele żyroskopów prędkościowych dwu-, a nawet trzyosiowych. Najczęściej znajdują one zastosowanie w układach elektromechanicznych. Zastosowanie najnowocześniejszych modeli tego rodzaju urządzeń doskonale sprawdza się w monitorowaniu aktywności fizycznej sportowców, a nawet osób poddawanych rehabilitacji. 

Żyroskopy montowane są także w tabletach. Więcej informacji tego typu znajdziesz na naszym forum komputerowym.