Cảm biến con quay hồi chuyển (Gyroscope) Nguyễn Hồng Quân Lớp VP04CĐT
Gyroscope là gì Gyroscope là một thiết bị dùng để đo hoặc duy trì sự định hướng
Có thể gặp Gyroscope ở đâu? <ul><li>Hàng không : Inertial guidance system  (Xem thêm:  http://www.absoluteastronomy.com/to...
 
Nguyên lý hoạt động <ul><li>Cấu tạo đơn giản g ồm bánh đà (đĩa quán tính) quay với tốc độ cao gắn lỏng lên khung đỡ.  </li...
Nguyên lý hoạt động <ul><li>Khi đĩa xoay với vận tốc rất cao, sự chuyển hướng theo moment ngoại lực được giảm thiểu (do hầ...
Nguyên lý hoạt động
Cảm biến Gyroscope <ul><li>Cũng như gyroscope, cảm biến gyroscope cũng lợi dụng hiện tượng một vật đang xoay tròn biến chu...
Vibrating Gyroscope <ul><li>Cảm biến MEMS gyroscope: đo vận tốc xoay của vật, với chuyển động input và output là chuyển độ...
Hiệu ứng Coriolis Hiệu ứng Coriolis là hiệu ứng xảy ra trong các hệ qui chiếu quay so với các hệ quy chiếu quán tính. Nó đ...
Hiệu ứng Coriolis <ul><li>Sự lệch quĩ đạo do một loại lực quán tính gây ra, gọi là lực Coriolis. Lực Coriolis được xác địn...
Cấu tạo chung <ul><li>Các cảm biến gyroscope sử dụng một khối proof mass dao động theo một phương được gọi là phương sơ cấ...
Vibrating Gyroscope <ul><li>Trên phương chuyển động thứ cấp này có gắn bản cực tụ điện để nhận biết sự thay đổi điện dung ...
Vibrating Gyroscope <ul><li>Đo chuyển động thứ cấp: </li></ul>
MEMS Vibrating Gyroscope
Vibrating Ring Gyroscope
Vibrating Ring Gyroscope
Vibrating Bar Gyroscope
Laser gyroscope <ul><li>Laser gyroscope sử dụng sự giao thoa ánh sáng laser bên trong một vành quang học để nhận biết thay...
Laser gyroscope
Laser gyroscope <ul><li>Khi nền xoay, vị trí nguồn phát cũng như vị trí đích đến thay đổi trong suốt thời gian truyền của ...
Laser gyroscope
Laser gyroscope <ul><li>Ưu điểm: </li></ul><ul><ul><li>Không có bộ phận chuyển động -> Không có ma sát -> Chính xác hơn cả...
 
<ul><li>Thank you for your attention! </li></ul>
 
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Gyroscope

7,161 views

Published on

Published in: Technology
3 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
7,161
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
16
Actions
Shares
0
Downloads
413
Comments
3
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Gyroscope

  1. 1. Cảm biến con quay hồi chuyển (Gyroscope) Nguyễn Hồng Quân Lớp VP04CĐT
  2. 2. Gyroscope là gì Gyroscope là một thiết bị dùng để đo hoặc duy trì sự định hướng
  3. 3. Có thể gặp Gyroscope ở đâu? <ul><li>Hàng không : Inertial guidance system (Xem thêm: http://www.absoluteastronomy.com/topics/Inertial_guidance_system ) </li></ul><ul><li>Máy tự động : Cảm biến vận tốc góc (Xem thêm: http://auto.howstuffworks.com/28000-traction-control-explained.htm ) </li></ul><ul><li>Giải trí / tiêu dùng :Cảm biến hiện thực ảo ( http://archives.sensorsmag.com/articles/0802/14/main.shtml ) , pointing device </li></ul><ul><li>Tự động hoá trong công nghiệp : Điều khiển chuyển động, robotics </li></ul>
  4. 5. Nguyên lý hoạt động <ul><li>Cấu tạo đơn giản g ồm bánh đà (đĩa quán tính) quay với tốc độ cao gắn lỏng lên khung đỡ. </li></ul><ul><li>Khi khung ngoài quay, nó tác động moment ngoại lực vào đĩa, làm đĩa chịu thêm chuyển động quay theo phương vuông góc với phương quay của khung (tuế sai) </li></ul>
  5. 6. Nguyên lý hoạt động <ul><li>Khi đĩa xoay với vận tốc rất cao, sự chuyển hướng theo moment ngoại lực được giảm thiểu (do hầu hết đã bị chuyển sang phương vuông góc) giúp gyroscope hầu như duy trì được độ nghiêng của nó. </li></ul><ul><li>Hiện tượng mà sự quay theo trục này được chuyển thành sự quay theo trục kia đã được dùng để giám sát độ nghiêng (trong máy bay) </li></ul>
  6. 7. Nguyên lý hoạt động
  7. 8. Cảm biến Gyroscope <ul><li>Cũng như gyroscope, cảm biến gyroscope cũng lợi dụng hiện tượng một vật đang xoay tròn biến chuyển động theo một phương thành chuyển động theo phương khác vuông góc. </li></ul><ul><li>Các loại cảm biến Gyroscope: </li></ul><ul><ul><li>Spinning Mass Gyro (loại Gyroscope nói ở trên) </li></ul></ul><ul><ul><li>Vibrating Gyroscope (MEMS Gyroscope) </li></ul></ul><ul><ul><li>Optical Gyroscope </li></ul></ul>
  8. 9. Vibrating Gyroscope <ul><li>Cảm biến MEMS gyroscope: đo vận tốc xoay của vật, với chuyển động input và output là chuyển động tịnh tiến (thường là dao động) </li></ul><ul><li>Cảm biến MEMS gyroscope dựa trên hiệu ứng Coriolis. </li></ul>
  9. 10. Hiệu ứng Coriolis Hiệu ứng Coriolis là hiệu ứng xảy ra trong các hệ qui chiếu quay so với các hệ quy chiếu quán tính. Nó được thể hiện qua hiện tượng lệch quĩ đạo của những vật chuyển động trong hệ qui chiếu này .
  10. 11. Hiệu ứng Coriolis <ul><li>Sự lệch quĩ đạo do một loại lực quán tính gây ra, gọi là lực Coriolis. Lực Coriolis được xác định bằng công thức sau: </li></ul>Vận tốc của vật Vận tốc xoay
  11. 12. Cấu tạo chung <ul><li>Các cảm biến gyroscope sử dụng một khối proof mass dao động theo một phương được gọi là phương sơ cấp. </li></ul>Khối này đồng thời bị quay quanh một trục, làm xuất hiện lực Coriolis khiến nó có thêm dao động theo phương khác, gọi là phương thứ cấp.
  12. 13. Vibrating Gyroscope <ul><li>Trên phương chuyển động thứ cấp này có gắn bản cực tụ điện để nhận biết sự thay đổi điện dung gây bởi chuyển động này, và từ đó là vận tốc xoay. </li></ul>
  13. 14. Vibrating Gyroscope <ul><li>Đo chuyển động thứ cấp: </li></ul>
  14. 15. MEMS Vibrating Gyroscope
  15. 16. Vibrating Ring Gyroscope
  16. 17. Vibrating Ring Gyroscope
  17. 18. Vibrating Bar Gyroscope
  18. 19. Laser gyroscope <ul><li>Laser gyroscope sử dụng sự giao thoa ánh sáng laser bên trong một vành quang học để nhận biết thay đổi về phương hướng và sự xoay, ứng dụng hiệu ứng Sagnac. </li></ul><ul><li>Hệ thống gồm 2 tia laser được phát từ cùng một nguồn, đi ngược chiều nhau theo một đường ống dẫn khép kín (nhờ các gương hay sợi quang), trên một nền xoay. Trên đường trở về nguồn phát, chúng được cho thoát ra khỏi thiết bị theo cách sao cho có thể tạo ra giao thoa. </li></ul>
  19. 20. Laser gyroscope
  20. 21. Laser gyroscope <ul><li>Khi nền xoay, vị trí nguồn phát cũng như vị trí đích đến thay đổi trong suốt thời gian truyền của laser, do đó, một tia sẽ có hành trình ngắn đi còn tia kia phải đi dài hơn, kết quả là hệ giao thoa bị dịch chuyển -> từ độ dịch chuyển của hệ giao thoa có thể suy được vận tốc xoay của nền. </li></ul>A enclosed area P perimeter (beam path length) λ optical wavelength n normal vector to A Ω rotation vector
  21. 22. Laser gyroscope
  22. 23. Laser gyroscope <ul><li>Ưu điểm: </li></ul><ul><ul><li>Không có bộ phận chuyển động -> Không có ma sát -> Chính xác hơn cảm biến cơ khí. </li></ul></ul><ul><ul><li>Nhỏ gọn, vững chắc. </li></ul></ul><ul><ul><li>Không có xu hướng chống lại sự thay đổi về hướng như cảm biến cơ khí. </li></ul></ul><ul><li>Nhược điểm: </li></ul><ul><ul><li>Bị hiệu ứng « lock-in » ở vận tốc xoay nhỏ, mất đi tính chính xác. Khắc phục: tạo rung động tần số cao (dither, một dạng nhiễu, dùng để làm ngẫu nhiên những sai số lượng tử, được dùng nhiều trong xử lý tín hiệu số) </li></ul></ul>
  23. 25. <ul><li>Thank you for your attention! </li></ul>

×