سنسور ژیروسکوپ تلفن همراه ، که اغلب با سنسور شتاب سنج اشتباه گرفته می شود ، یکی از حسگرهای اصلی در تلفن های همراه است. این سنسور برای اولین بار در آیفون 4 اپل استفاده شد و کاربران تلفن همراه را شگفت زده کرد. در واقع ، سنسور ژیروسکوپ سنسور شتاب سنج را تکمیل و سرعت می بخشد و به شتاب سنج جهت پیدا کردن جهت تلفن همراه کمک می کند. سنسور شتاب سنج تلفن همراه سرعت و شتاب زاویه ای را تشخیص می دهد.
سیستم های میکروالکترومکانیکی ، معروف به MEMS ، یک فناوری مکاترونیکی بسیار کوچک هستند. پیشرفت در فناوری MEMS به ما در تولید انواع محصولات کمک کرده است. بسیاری از دستگاه های مکانیکی مانند شتاب سنج ، ژیروسکوپ متحرک و ... را می توان با استفاده از دستگاه های الکترونیکی در مقیاس کوچک تولید کرد.
این سنسورها از بهترین کالاهای دیجیتالی و مشابه سایر مدارهای مجتمع ساخته شده اند. شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها مکمل یکدیگر هستند ، بنابراین معمولاً با هم استفاده می شوند. شتاب سنج شتاب خطی یا جهت حرکت یک جسم را اندازه گیری می کند. از طرف دیگر ، سنسور ژیروسکوپ سرعت زاویه ای یا گرایش یا جهت یک جسم را اندازه گیری می کند. حسگرهای ژیروسکوپ موبایل نیز برای محورهای مختلف در دسترس هستند.
برای درک بهتر تفاوت های شتاب سنج و ژیروسکوپ به مجله نوبل سر بزنید واما در ادامه ، بازی های موبایلی را در نظر بگیرید که با تغییر زاویه تلفن همراه جهت خود را تغییر می دهند. به عنوان مثال ، وقتی تلفن را به چپ متمایل می کنیم ، شخص یا دستگاهی که در بازی کنترل می کنیم نیز به سمت چپ حرکت می کند. این کار با استفاده از سنسور شتاب سنج انجام می شود. اما شتاب سنج تنها عامل نیست. ژیروسکوپ دقت آن را تا حد زیادی افزایش می دهد.
نحوه عملکرد سنسور ژیروسکوپ
سنسورهای ژیروسکوپ متحرک علاوه بر اندازه گیری سرعت زاویه ای ، می توانند جهت حرکت یک جسم را نیز اندازه گیری کنند. برای حس دقیق تر حرکت ، سنسورهای ژیروسکوپ با سنسورهای شتاب سنج ترکیب می شوند.
بسته به جهت ، سه نوع اندازه گیری سرعت زاویه ای وجود دارد. چرخش افقی روی یک سطح صاف وقتی از بالا به یک جسم نگاه می کنید ، چرخش عمودی مانند یک جسم از جلو به نظر می رسد ، هنگامی که از جلو به یک شیء نگاه می کنید ، چرخش افقی است.
مفهوم نیروی کوریولیس در حسگرهای ژیروسکوپ استفاده می شود. در این سنسور ، برای اندازه گیری سرعت زاویه ای ، سرعت چرخش سنسور به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. با مشاهده عملکرد سنسور ارتعاش ژیروسکوپ ، می توانید اصل کار سنسور ژیروسکوپ را درک کنید.
این حسگر از یک عنصر ارتعاشی داخلی ساخته شده از مواد کریستالی به شکل یک ساختار دوگانه ساخته شده است. این ساختار شامل یک قسمت ثابت در مرکز به نام بازوی حسگر و بخشی در دو طرف به نام بازوی انتقال است که از دو طرف به قسمت مرکزی متصل است.