Еще совсем недавно, гироскоп был прибором, который использовался в довольно экзотичных для обычного человека областях, например, таких как космонавтика, авиация, системы вооружений. Но сейчас он уже прочно вошел в жизнь любого человека вместе с мобильными и игровыми устройствами, став такой же обыденной вещью как фотокамера в телефоне.
Наверное, всем известна конструкция, представляющая собой свободно вращающийся на рамках в трех плоскостях диск, способный реагировать на изменение углов ориентации относительно корпуса. Так устроен классический роторный гироскоп, использование которого в небольших устройствах было раньше невозможно из-за технических ограничений связанных с изготовлением подобных устройств миниатюрных размеров.
Дорогу для использования гироскопов в современных мобильных устройствах открыли т.н. вибрационные гироскопы. Они используют те же физические принципы что и роторные, т.е. эффект силы Кориолиса, но построены на основе MEMS технологии, объединяющей в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты на кремниевой подложке. По своей сути они представляют собой объединенные с датчиками пьезоэлементы, вибрирующие в разных плоскостях.
Следующим и наиболее перспективным поколением этих устройств, станут роторно-асинхронные гироскопы, сочетающие в себе преимущества многих современных технологий. Но самое главное – они очень маленькие, способны обеспечивать прецизионную точность измерений, и сравнительно недороги в массовом производстве. В общих чертах, роторно-асинхронные гироскопы используют принципы, заложенные в конструкцию многофазных асинхронных двигателей.
Статор гироскопа формируется с использованием MEMS технологии, на кремниевой подложке и состоит из сердечника и расположенных вокруг него электромагнитных катушек, которые создают вращающиеся магнитное поле и одновременно используются в качестве индукционных датчиков.
Ротор гироскопа в диаметре сопоставим с диаметром человеческого волоса (!). В нерабочем состоянии он припаркован на сердечнике статора. Магнитное поле катушек приподнимает и раскручивает ротор над поверхностью сердечника статора, а эффект планирования не дает ему возможности соприкасаться с поверхностью.
При изменении в пространстве положения корпуса гироскопа происходит, соответственно, изменение потенциалов индукционных датчиков статора, по показаниям которых вычисляется изменение углов ориентации.
Роторно-асинхронные гироскопы, в доступных всем бытовых устройствах открывают просто фантастические перспективы для их использования в повседневной жизни и готовят почву для нового качественного скачка в использовании высоких технологий.
