Jiroskop, dönüş ekseninin kendi kendine herhangi bir yönü kabul etmekte özgür olduğu dönen bir çark veya disktir. Açısal hızın korumasına göre dönerken bu eksenin yönü devrilmeden veya dayanağın yönünden etkilenmez. Bundan dolayı jiroskoplar yönü ölçmek veya elde etmek için yararlıdır.
Tüketici elektroniği cihazlarında bulunan elektronik mini yonga paketlenmiş MEMS jiroskopları , katı halde daire lazerler, fiber optik jiroskoplar ve aşırı duyarlı kuantum jiroskopu gibi diğer çalışma ilkelerine dayalı olan jiroskoplar da bulunmaktadır.
Jiroskopların uygulamaları manyetik pusulaların çalışmadığı veya radyo kontrollü helikopterler ya da insansız hava araçları gibi uçan araçların ve dinlence amaçlı teknelerin ,ticari gemilerin sabitleşmesi için yeterince kesin olmadığı atalet gezinti sistemlerini kapsar. Onların netliğine bağlı olarak jiroskoplar tünel madenciliğinde yön bulmak için topaç teodolitlerde kullanılır. Jiroskoplar sabitlikte yardımcı olmak için manyetik pusulaları tamamlayan veya yerini alan topaç pusulaları yapmakta da kullanılabilir veya ataletli güdüm sisteminin parçası olarak kullanılabilir.
Jirostat: Jirostat bir jiroskop türevidir.Katı bir kılıfta gizlenen iri bir çarktan oluşur. Onun çeşitli asılım modlarıyla veya destekle bir tezgahtaki hareketi ,hızlıca döndürülürken iç görülmez çarkın jirostatik hareketine bağlı olarak statik dengenin sıradan yasalarının ilginç tersine dönmesini örneklemeye hizmet eder. İlk jirostat Lord Kelvin tarafından yatay bir düzlemde gezinmekte yoldaki bir kasnak veya bisiklet gibi özgürken dönen bir cismin hareketinin daha karmaşık halini örneklemek için tasarlandı. Ayrıca Kelvin jirostatlardan maddenin ve havanın esnekliği mekanik teorilerini geliştirmek için jirostatlardan yararlandı; bu teoriler bugün sadece tarihi ilgidendir. Modern zamanlarda jirostat kavramı uzay araçlarını ve uyduları yörüngeye oturtmak için vaziyet kontrol sistemlerinin tasarımında kullanılır. Örneğin ; Mir uzay istasyonunun jiroplan veya kontrol kuvvet jiroları diye bilinen üç çift içten birleştirilmiş çarkları vardı. Fizikte dinamik denklemleri bir jirostatın hareketinin denklemlerini anımsatan birçok sistem var. Örnekler yapışkan olmayan,sıkıştırılamaz, homojen bir sıvıyla dolu bir oyuğu olan katı bir cismi , elastica teorisindeki gerilmiş elastik bir çubuğun statik denge biçimini , doğrusal olmayan bir araçla yayılan ışık atımının kutuplaşma dinamiğini, kaos teorisindeki Lorenz sistemini ve bir Penning tuzağı kütle görüngeölçerindeki bir iyonun hareketini kapsar.
Jiroskop Çeşitleri Nelerdir?
MEMS: MEMS jiroskobu Foucault sarkacı fikrini alır ve MEMS (mikroelektromekanik sistem) diye bilinen bir titreme unsuru kullanır. MEMS’e dayalı jiro başlangıçta Systron Donner Inertial (SDI) tarafından pratik ve üretilebilir yapıldı. Bugün SDI, MEMS jiroskoplarının büyük bir üreticisidir.
FOG: Fiber optik jiroskop mekanik dönmeyi saptamak için ışığın müdahalesini kullanan jiroskoptur. Alıcı , 5 km’nin üzerinde olabilecek bir bobin fiber optik kablodur. Düşük kayıplı tek modlu optik fiberin 1970’lerin başında haberleşme endüstrisi için geliştirilmesi Sagnac etkisi fiber optik jiroskoplarının geliştirilmesini sağladı. Sagnac etkisi RLG’ninkinde kullanıldığı gibi FOG’unkinde kullanılan aynı ilkedir.
HRG: Yarıküresel yankılayıcı jiroskop, şarap bardağı jiroskobu veya mantar jiroskop diye de adlandırılır , kalın bir sapla saplanmış ince bir katı haldeki yarıküresel kabuğu kullanır. Bu kabuk kabuğu çevreleyen ayrı kaynaşık yapılar üzerine direkt bırakılan elektrotlar tarafından üretilen elektrostatik kuvvetler tarafından bükülgen bir yankılamaya sürüklenir. Jiroskobik etki bükülgen duran dalgaların atalet özelliğinden elde edilir.
VSG veya CVG: Titreşim yapılı bir jiroskop , Coriolis titreşen jiroskop da denir , farklı metalik alaşımlardan yapılmış bir yankılayıcı kullanır. Düşük doğruluk ve düşük maliyetli MEMSklığı azaltmak için jiroskop ve daha yüksek doğruluk ve daha yüksek maliyetli FOG arasında yer alır. Düşük iç bastırma materyalleri, yankılayıcı vakumlama ve sürüklenme ve kontrol sinyallerinin istikrarsızlığına bağlı sıcaklığı azaltmak için kullanarak doğruluk parametreleri arttı. Yüksek kalite şarap bardağı yankılayıcılar HRG veya CRG gibi kesin alıcılar için kullanılır.
DTG: Dinamik olarak ayarlanmış jiroskop eğilme dayanaklarıyla evrensel bir eklem tarafından asılan bir çarktır. Eğilme kaynağı sertliği dönüş hızından bağımsızdır. Fakat dengeleme halkasından dinamik atalet dönüş hızının karesiyle orantılı olan negatif kaynak katılığını sağlar. Bu yüzden belirli bir hızda ,ayarlama hızı denir, iki kuvvet çarkı ideal bir jiroskop için gerekli konum olan burkulmadan özgür bırakarak birbirini iptal eder.
RLG: Halka lazer jiroskop, bir ışık demetinin kayma müdahalesi modelini ölçerek d önmeyi ölçmek için Sagnac etkisine dayanır.Çünkü zıt yönlerdehalka etrafında hareket eder.
Londra Kuvveti: Londra kuveti jiroskobu kuantum- mekanik olgusuna dayanır , onun vasıtasıyla dönen bir üstün iletkenin ekseninin jiroskobik çarkın dönme ekseniyle tam olarak eğilen manyetik bir alan üretir. Bir mıknatısölçer üretilen alanın yönelimini belirler , bu dönüş eksenini belirlemek için ara değer olarak eklenir. Bu tip jiroskoplar aşırı derecede doğru ve istikrarlıdır. Örneğin , Yerçekimi Araştırma B (GP-B) deneyinde kullanılanlar jiroskop dönme ekseni yöneliminde bir yıllık bir süreçte 1.4×10−7 dereceden daha iyiye değişiklikler ölçtüler. Bu bir insan saçının 32 km uzaktan görülen genişliğinde bir açısal ayrılığa eşdeğerdir.
GB-B jirosu, niyobyum süper iletken maddesinin ince bir tabakası için yalıtkan madde desteği sağlayan kaynaşık kuvarzdan yapılmış , neredeyse kusursuz bir küresel döner kitleden oluşur. Geleneksel duruşlarda bulunan sürtünmeyi bertaraf etmek için çark montajı elektrik alanıyla altı elektrottan merkezlenir. Çarkı 4.000 RPM’e getiren bir helyum fışkırtmasıyla ilk dönmeden sonra cilalanan jiroskop kılıfı , çarktaki hava direncini azaltmak için ultra yüksek vakuma tahliye edilir. Eğer asılım elektroniği çalışıyor kalırsa aşırı dönüşlü simetri , aşınma eksikliği ve düşük hava direnci çarkın açısal hareketinin onun dönmesini yaklaşık 15.000 yıl boyunca sürdürmesine izin verecektir.
Hassas bir DC SQUID bir kuantum kadar küçük değişiklikleri ayırt edebilir ve jiroskobu izlemek için kullanılır. Çarkın yönelimindeki bir devinim veya eğilme Londra kuvveti manyetik alanının kılıfa göre kaymasına sebep olur. Hareket eden alan kılıfa sabitlenen süper iletken bir pikap döngüsünün içinden geçer, ki bu küçük bir elektrik akımına neden olur. Akım bir mikroişlemci tarafından küresel kordinatlarına karar verilen şönt direncine karşı bir voltaj üretir. Sistem Lorentz bükülmesini en aza indirmek için tasarlanır.
Modern Kullanımlar
Pusulalarda , uzay aracında , bilgisayar işaret aygıtlarında kullanılmanın yanı sıra jiroskoplar tüketici elektroniğine tanıtılmaktadır. Jiroskop yönelim ve dönme hesaplanmasına izin verdiğinden beri tasarımcılar onları modern teknoloji bünyesine topladılar. Jiroskobun tamamlaması birtakım akıllı telefonlardaki önceki tek ivme ölçerden daha doğru hareket tanımaya 3 boyutlu boşlukta izin vermektedir. Tüketici elekroniğindeki jiroskoplar sıklıkla daha sağlam yön ve hareket algılama için ivme ölçerlerle birleştirilir. Böyle uygulamaların örnekleri Samsung Galaxy Note 4, HTC Titan, Nexus 5, iPhone 5s, Nokia 808 PureView ve Sony Xperia gibi akıllı telefonları, PlayStation 3 controller ve Wii Remote oyun konsolu çevresellerini ve Oculus Rift gibi asıl gerçeklik setlerini içerir.
Nintendo bir jiroskobu Wii konsolunun Wii uzaktan kumandasına “Wii MotionPlus” denen donanımın bir ek parçasıyla birleştirdi.O 3D’lerde ve Wii GamePad’lerde dahil edilir , bu dönerken hareketi belirler.
Gezinti yatları jiroskopları otomatik-bilardo masaları gibi harekete duyarlı aletleri kademelendirmek için kullanır. Bir bisiklet tekerleği içine yerleştirilen elektrikli bir çark jiroskobu destek tekerlek alternatifi olarak satılıyor.
Kaynak: https://tr.wikipedia.org/wiki/Jiroskop
