Реферат - Микромеханический гироскоп
Оглавление1.doc (1 стр.)
СкачатьНациональный технический университет Украины
«Киевский политехнический институт»
Кафедра приборостроения
Реферат
по дисциплине:
Физика микро- нанотехнологий
Выполнила:
студентка группы ПМ-92
Проверил:
Дубинец В.И.
Киев 2010г.
Содержание:
Общая характеристика гироскопов.
Понятие «гироскоп»……………………………………………..……..3
Основные понятия…………………………………………………..….3
История…………………………………..………………………….…..4
Классификация……………………………..……………..……………5
Применение……………………………………………………….……5
Механические гироскопы………………………………....…………..6
Свойства двухосного роторного гироскопа………………..…………6
Микромеханический гироскоп.
Актуальность темы…………………….………………..…….……….7
Принцип действия………………………………………………….…..8
Конструктивные схемы ММГ………………………………..………10
Погрешности ММГ…………………..…………………….…………12
Проблемы конструирования ММГ………………………….……….13
Новые типы гироскопов…………………………………………...…14
Использование гироскопа в смартфонах и игровых приставках…..15
Примеры…………………………………………………………...…..16
Литература……………………………………………………………………….….19
Общая характеристика гироскопов
Понятие «гироскоп»
Гироскоп (от др.-греч. «вращение» и др.-греч. «смотреть») — устройство, способное измерять изменение углов ориентации связанного с ним тела относительно инерциальной системы координат, как правило основанное на законе сохранения вращательного момента (момента импульса).
Гироскоп, навигационный прибор, основным элементом которого является быстро вращающийся ротор, закрепленный так, что ось его вращения может поворачиваться. Три степени свободы (оси возможного вращения) ротора гироскопа обеспечиваются двумя рамками карданова подвеса. Если на такое устройство не действуют внешние возмущения, то ось собственного вращения ротора сохраняет постоянное направление в пространстве. Если же на него действует момент внешней силы, стремящийся повернуть ось собственного вращения, то она начинает вращаться не вокруг направления момента, а вокруг оси, перпендикулярной ему (прецессия).
^
Гироскопический эффект создается той же самой центробежной силой, которая действует на юлу, вращающуюся, например, на столе. В точке опоры юлы о стол возникают сила и момент, под действием которых ось вращения юлы отклоняется от вертикали, а центробежная сила вращающейся массы, препятствуя изменению ориентации плоскости вращения, вынуждает юлу вращаться и вокруг вертикали, сохраняя тем самым заданную ориентацию в пространстве.
Таким вращением, называемым прецессией, ротор гироскопа отвечает на приложенный момент силы относительно оси, перпендикулярной оси его собственного вращения. Вклад масс ротора в этот эффект пропорционален квадрату расстояния до оси вращения, поскольку чем больше радиус, тем больше, во-первых, линейное ускорение и, во-вторых, плечо центробежной силы. Влияние массы и ее распределения в роторе характеризуется его «моментом инерции», т.е. результатом суммирования произведений всех составляющих его масс на квадрат расстояния до оси вращения. Полный же гироскопический эффект вращающегося ротора определяется его «кинетическим моментом», т.е. произведением угловой скорости (в радианах в секунду) на момент инерции относительно оси собственного вращения ротора.
Кинетический момент – векторная величина, имеющая не только численное значение, но и направление. На рис. 1 кинетический момент представлен стрелкой (длина которой пропорциональна величине момента), направленной вдоль оси вращения в соответствии с «правилом буравчика»: туда, куда подается буравчик, если его поворачивать в направлении вращения ротора.
Прецессия и момент силы тоже характеризуются векторными величинами. Направление вектора угловой скорости прецессии и вектора момента силы связано правилом буравчика с соответствующим направлением вращения.
История
До изобретения гироскопа человечество использовало различные методы определения направления в пространстве. Издревле люди ориентировались визуально по удалённым предметам, в частности, по Солнцу. Уже в древности появились первые приборы: отвес и уровень, основанные на гравитации. В средние века в Китае был изобретён компас, использующий магнетизм Земли. В Европе были созданы астролябия и другие приборы, основанные на положении звёзд.
Гироскоп изобрёл Иоганн Боненбергер и опубликовал описание своего изобретения в 1817 году[1]. Однако французский математик Пуассон ещё в 1813 году упоминает Боненбергера как изобретателя этого устройства[2]. Главной частью гироскопа Боненбергера был вращающийся массивный шар в кардановом подвесе[3]. В 1832 году американец Уолтер Р. Джонсон придумал гироскоп с вращающимся диском[4][5]. Французский учёный Лаплас рекомендовал это устройство в учебных целях[6]. В 1852 году французский учёный Фуко усовершенствовал гироскоп и впервые использовал его как прибор, показывающий изменение направления (в данном случае — Земли), через год после изобретения маятника Фуко, тоже основанного на сохранении вращательного момента[7]. Именно Фуко придумал название «гироскоп». Фуко, как и Боненбергер, использовал карданов подвес. Не позднее 1853 года Фессель изобрёл другой вариант подвески гироскопа[8].
Преимуществом гироскопа перед более древними приборами является то, что он правильно работает в сложных условиях (плохая видимость, тряска, электромагнитные помехи). Однако гироскоп быстро останавливался из-за трения.
Во второй половине XIX века было предложено использовать электродвигатель для разгона и поддержания движения гироскопа. Впервые на практике гироскоп был применён в 1880-х годах инженером Обри для стабилизации курса торпеды. В XX веке гироскопы стали использоваться в самолётах, ракетах и подводных лодках вместо компаса или совместно с ним.
Классификация
Основные типы гироскопов по количеству степеней свободы:
2-степенные,
3-степенные.
Основные два типа гироскопов по принципу действия:
механические гироскопы,
оптические гироскопы.
По режиму действия гироскопы делятся на:
датчики угловой скорости,
указатели направления.
Однако одно и то же устройство может работать в разных режимах в зависимости от типа управления.
Применение
Гироскоп чаще всего применяется как чувствительный элемент указывающих гироскопических приборов и как датчик угла поворота или угловой скорости для устройств автоматического управления. В некоторых случаях, например в гиростабилизаторах, гироскопы используются как генераторы момента силы или энергии.
Основные области применения гироскопов – судоходство, авиация и космонавтика. Почти каждое морское судно дальнего плавания снабжено гирокомпасом для ручного или автоматического управления судном, некоторые оборудованы гиростабилизаторами. В системах управления огнем корабельной артиллерии много дополнительных гироскопов, обеспечивающих стабильную систему отсчета или измеряющих угловые скорости. Без гироскопов невозможно автоматическое управление торпедами. Самолеты и вертолеты оборудуются гироскопическими приборами, которые дают надежную информацию для систем стабилизации и навигации. К таким приборам относятся авиагоризонт, гировертикаль, гироскопический указатель крена и поворота. Гироскопы могут быть как указывающими приборами, так и датчиками автопилота. На многих самолетах предусматриваются гиростабилизированные магнитные компасы и другое оборудование – навигационные визиры, фотоаппараты с гироскопом, гиросекстанты. В военной авиации гироскопы применяются также в прицелах воздушной стрельбы и бомбометания.
Гироскопы разного назначения (навигационные, силовые) выпускаются разных типоразмеров в зависимости от условий работы и требуемой точности. В гироскопических приборах диаметр ротора составляет 4–20 см, причем меньшее значение относится к авиационно-космическим приборам. Диаметры же роторов судовых гиростабилизаторов измеряются метрами.
^
Среди механических гироскопов выделяется роторный гироскоп — быстро вращающееся твёрдое тело, ось вращения которого способна изменять ориентацию в пространстве. При этом скорость вращения гироскопа значительно превышает скорость поворота оси его вращения. Основное свойство такого гироскопа — способность сохранять в пространстве неизменное направление оси вращения при отсутствии воздействия на неё моментов внешних сил.
Впервые это свойство использовал Фуко в 1852 г. для экспериментальной демонстрации вращения Земли. Именно благодаря этой демонстрации гироскоп и получил своё название от греческих слов «вращение», «наблюдаю».
^
При воздействии момента внешней силы вокруг оси, перпендикулярной оси вращения ротора, гироскоп начинает поворачиваться вокруг оси прецессии, которая перпендикулярна моменту внешних сил.
Например, если позволить оси гироскопа двигаться только в горизонтальной плоскости, то ось стремится установиться по меридиану, при том так, что вращение прибора происходит так же, как и вращение Земли. Если же оси позволить двигаться вертикально (в плоскости меридиана), то она стремится установиться параллельно оси земли. Именно это замечательное свойство гироскопа и определило широкое применение прибора.
Данное свойство напрямую связано с возникновением так называемой кориолисовой силы. Так, при воздействии момента внешней силы гироскоп поначалу будет вращаться именно в направлении действия внешнего момента (нутационный бросок). Каждая частица гироскопа будет таким образом двигаться с переносной угловой скоростью вращения из-за момента. Но роторный гироскоп, помимо этого, и сам вращается, значит, каждая частица будет иметь относительную скорость. Следовательно, возникнет кориолисова сила, которая будет заставлять гироскоп двигаться в перпендикулярном приложенному моменту направлении, то есть прецессировать. Прецессия вызовет кориолисову силу, момент которой скомпенсирует момент внешней силы.
Гироскопический эффект вращающихся тел есть проявление коренного свойства материи — её инертности.
Упрощённо, поведение гироскопа описывается уравнением:
где векторы
M и
L являются, соответственно, моментом силы, действующей на гироскоп, и его моментом импульса, скаляр
I — его моментом инерции, векторы
и
угловой скоростью и угловым ускорением.
Отсюда следует, что момент силы
^ , приложенный перпендикулярно оси вращения гироскопа, то есть перпендикулярный
L, приводит к движению, перпендикулярному как
M, так и
L, то есть к явлению прецессии. Угловая скорость прецессии
гироскопа определяется его моментом импульса и моментом приложенной силы:
то есть
обратно пропорциональна скорости вращения гироскопа.
Микромеханический гироскоп
Актуальность темы
Освоение технологии изготовления 3D механических структур с использованием оборудования, применяемого в микроэлектронике, открыло путь к созданию сверхминиатюрных электромеханических систем. Это новое направление в области приборостроения получило название технологии МЭМС (микроэлектромеханических систем). Наиболее сложными МЭМС устройствами являются микромеханические гироскопы (ММГ), появившиеся на рынке сравнительно недавно.
Работы по созданию ММГ начались с 1990-х г. в ряде ведущих лабораторий и институтов зарубежных стран. В настоящее время несколько крупных зарубежных фирм серийно выпускают ММГ низкого класса точности, например, Analog Devices, Epson, BAE, Honeywell, Bosch и др.
В зарубежных странах ММГ используются в автомобильной промышленности, робототехнике, системах стабилизации различных объектов от беспилотных летательных аппаратов до видеокамер.
Повышение точности ММГ позволит использовать их в новых областях гражданской и военной техники, в частности для обеспечения навигации и управления малыми подвижными объектами. Примерами таких объектов являются беспилотные летательные аппараты или “интеллектуальные снаряды”.
В России разработка ММГ находится на этапе изготовления и исследования опытных образцов. Однако важность этого направления приборостроения подтверждается списком критических технологий, утвержденным президентом России 21.05.2006 (п.п.11 и 23). В настоящее время русские производители миниатюрных интегрированных систем используют зарубежную элементную базу (например, система STA30 разработки НТЦ “РИССА”). Производство отечественных ММГ позволит заместить импортируемую технику и снизить зависимость разработчиков от зарубежных поставщиков.
^
Принцип действия ММГ основан на измерении вторичных колебаний инерционной вибрирующей массы, которые возникают под действием кориолисовых сил инерции при вращении основания. Одним из эффективных способов увеличения точности в таких гироскопах является использование резонансных свойств чувствительного элемента (ЧЭ) датчика. При этом первичные колебания возбуждаются на собственной частоте его механического резонанса. Максимальная чувствительность датчика достигается при равенстве собственных частот первичных и вторичных колебаний. Однако погрешности изготовления не позволяют обеспечить такую настройку с необходимой точностью. Кроме того, приборы с резонансной настройкой имеют очень узкую полосу пропускания. Специалисты считают, что наиболее эффективный путь повышения точности – это создание приборов с активным управлением характеристиками первичных и вторичных колебаний.
Вопросам разработки высокоточных ММГ и повышения их точности посвящено множество статей и патентов, при этом в большей их части объектом исследований и разработки являются приборы прямого типа измерения.
Публикации о принципах создания высокоточных ММГ компенсационного типа носят более поверхностный или фрагментарный характер, что обусловлено, по всей видимости, стремлением авторов защитить свои “ноу-хау”, а так же тем, что высокоточные ММГ являются в ряде стран (США, Франция, Германия, Великобритания) продукцией двойного назначения.
Среди доступных публикаций можно отметить стандарт IEEE 1431-2004 по испытаниям ММГ, а также статьи зарубежных исследователей Geen J., Ward P, Clark W.A. , Shkel A, Geiger W, Link T.
В России публикаций о разработках ММГ существенно меньше. Причиной этого является несовершенство отечественной технологической базы и недостаточное финансирование проектов. Разработки ММГ ведутся в ГНЦ ФГУП “ЦНИИ “Электроприбор””, ЗАО “Гирооптика”, Раменском РПКБ, на кафедрах университетов СПб ГУАП, МИЭТ, ТРТУ и др. Из отечественных публикаций можно отметить монографии В.Я. Распопова и А.С. Неаполитанского, статьи А.М. Лестева, Л.П. Несенюка, М.И. Евстифеева, С.Г. Кучеркова, Л.А.Северова, В.К. Пономарева, А.И. Панферова, Я.А. Некрасова, Ю.В. Шадрина, В.Э. Джашитова, Ю.А. Чаплыгина, Д.П. Лукьянова, А.П. Мезенцева.
Приведены результаты математического моделирования, исследования динамики и погрешностей, ударных воздействий, разработки конструкций и отработки технологических процессов изготовления микромеханических гироскопов. В системах управления робототехнических комплексов в качестве датчиков первичной информации все более широкое применение получают микромеханические гироскопы (ММГ). ММГ характеризуются сверхмалыми массой и габаритами, малым энергопотреблением, чрезвычайно низкой стоимостью и, вместе с тем, высокой устойчивостью к внешним воздействиям.
В комплексе со спутниковыми навигационными системами, дальномерными системами и иными источниками внешней информации ММГ позволяют создавать малогабаритные инерциальные системы управления робототехнических комплексов, обеспечивающие необходимую точность определения параметров ориентации и позиционирования.
В настоящей статье рассмотрены конструктивные схемы ММГ, разрабатываемые АОЗТ “ГИРООПТИКА” совместно с лабораторией микротехнологии и микроэлектромеханических систем СПбГТУ (рис. 1,2).
Рис. 1. ММГ с поступательным движением чувствительных масс конструкции АОЗТ “ГИРООПТИКА”
Рис. 2. Роторный ММГ конструкции АОЗТ "ГИРООПТИКА"
Конструктивные схемы ММГ
Колебания чувствительных масс в каждой из схем возбуждаются электростатическим гребенчатым виброприводом. В конструкциях приборов реализуется компенсационный (с обратной связью) режим работы. Сигналы снимаются с помощью емкостных датчиков; в системах обратной связи применены электростатические датчики силы. Электромеханические узлы ММГ рассматриваемых типов вместе с элементами вибровозбуждения колебаний, датчиками съема и преобразования полезного сигнала, элементами обратных связей формируются методами современной микроэлектроники на основе кремниевой технологии .
При исследовании динамики, определении собственных частот и соответствующих им форм колебаний, вынужденных колебаний и процессов их установления использовались модели ММГ с сосредоточенными и распределенными параметрами.
Модели с сосредоточенными параметрами исследовались аналитическими методами, с распределенными – методом конечных элементов, реализуемым с использованием вычислительной системы Pro/MECHANICA. Зависимости амплитуд вынужденных колебаний чувствительных масс ММГ от частоты вибровозмущения (резонансные кривые) показаны на рис. 3. На рис. 3, а приведена резонансная кривая для ММГ с поступательными движениями чувствительных масс в окрестности собственной частоты (~ 12 кГц), соответствующей поступательным колебаниям чувствительных масс в противофазах. Для рассматриваемой конструкции ММГ амплитуда вынужденных колебаний чувствительных масс вдоль оси Х (см. рис. 1) при резонансной настройке составляет ~ 25 мкм. Амплитуды вынужденных колебаний чувствительных масс вдоль осей Y и Z при этом пренебрежимо малы (измеряемая угловая скорость равна нулю).
Рис. 3. Частотные характеристики ММГ
Резонансная кривая роторного ММГ в окрестности частоты собственных колебаний (~ 5 кГц) приведена на рис. 3,б. В этой схеме амплитуда вынужденных угловых колебаний ротора при резонансной настройке составляет ~ 3°. Следует отметить острый характер резонанса, объясняющийся высокой добротностью кремниевого осциллятора. Указанное обстоятельство требует применения точной резонансной настройки, заключающейся в обеспечении и поддержании в процессе работы строгого совпадения частоты вибровозбуждения с собственной частотой осциллятора. В этом состоит одна из основных проблем, возникающих при разработке ММГ. В конструкциях разрабатываемых ММГ предусмотрены контуры подстройки частот.
^
Погрешности ММГ вызываются технологическими погрешностями изготовления элементов прибора, неидеальностью реализации электронных схем, температурными воздействиями (и обусловленными ими разбалансировками и изменением термоупругого состояния), вибрациями и ускорениями основания [4]. Основное влияние на точность ММГ рассматриваемых типов оказывают разбалансировки в плоскости, перпендикулярной плоскости чувствительных элементов (YOZ); в меньшей степени влияют разбалансировки в плоскости чувствительных элементов. Температурные погрешности ММГ вызываются изменением абсолютной температуры окружающей среды прибора, приводящим к температурным разбалансировкам и изменению динамических характеристик ММГ. Влияние изменения температуры в плоскостях XOY и XOZ на точность ММГ оказывается незначительным. Подробные качественные и количественные оценки составляющих угловой скорости дрейфа ММГ, математические модели теплового и технологического дрейфов прибора приведены в статье [4]. Отметим, что применение системы термостатирования прибора позволяет существенно (более чем на порядок) повысить точность ММГ.
В условиях эксплуатации на высокоскоростных и высокоманевренных объектах ММГ подвергаются интенсивным ударным и вибрационным воздействиям. Как показывают расчеты перемещений, деформаций и напряжений в элементах конструкций ММГ при ударных воздействиях, выполненные с использованием модуля конечно-элементного анализа Pro/MECHANICA (версия 20), и практика испытаний артиллерийских снарядов с системами управления на основе микромеханических датчиков [5], приборы этого типа обладают высокой механической прочностью и способны выдерживать ударные воздействия в десятки тысяч . Наиболее опасные направления ударных воздействий для гироскопа конструкции, показанной на рис. 1, -направление вдоль оси X, для гироскопа, показанного на рис. 2, – вдоль оси Y. При конструировании ММГ, предназначенных для эксплуатации в условиях интенсивных ударных и вибрационных воздействий, предусматриваются меры для повышения прочностных характеристик приборов. К ним относятся рациональное расположение упругих элементов и мест крепления, установка ограничителей перемещений элементов конструкции и др.
^
Следует отметить, что многие проблемы конструирования ММГ традиционны при разработках новых типов гироскопических приборов. Вместе с тем учет факторов масштабирования, использование планарных конструктивных схем и групповых микроэлектронных технологий изготовления приборов, расширение областей применения ММГ выдвигают новые проблемы конструкторско-технологического характера. К ним относятся:
· выбор расчетной схемы ММГ, наиболее полно учитывающей факторы, влияющие на технические характеристики прибора;
· оптимизация параметров ММГ, обеспечивающих требуемые соотношения между собственными частотами колебательной системы и соответствующие формы колебаний;
· подбор материалов с необходимыми физическими характеристиками;
· поиск способов уменьшения влияния технологических, температурных и иных факторов на точность и стабильность характеристик приборов;
· выбор электронных элементов с минимальным уровнем собственных шумов и др.
Технологический маршрут изготовления ММГ включает три блока операций:
· формирование многочипового рельефа кремниевой заготовки и многочиповой диэлектрической несущей платы;
· сочленение несущей платы и кремниевой заготовки, удаление необработанного массива кремния;
· разделение сборки на отдельные элементы и их корпусирование.
Первый блок операций решает ключевую задачу изготовления ММГ – формирование на планарной поверхности кремниевой пластины многочипового рельефа осциллятора методом реактивного ионно-плазменного травления. Функционально значимыми в этой технологической операции является точность воспроизведения размеров и степень вертикальности стенок вытравленных участков. При экспериментальной отработке операции плазмохимического травления в плазме, содержащей в качестве активного компонента ионы фтора, исследовались зависимости результатов от степени разрежения в камере травления, скорости протекания парогазовой смеси, удельной мощности разряда, парциального соотношения компонентов парогазовых смесей. Анализ и сравнение результатов проводились по скорости травления, степени анизотропии, стойкости маскирующего слоя к режиму травления и др. В оптимальных режимах скорость травления составила – 1 мкм/мин при анизотропии 1:20. Неоднородность рисунка по площади не превышала15 %. Изолирующая стеклянная пластина – основание ММГ – формируется методами вакуумного напыления и фотолитографии.
Основой сборочных операций являются соединение кремниевой и стеклянной заготовок и удаление балластной массы кремния между тыльной стороной кремниевой пластины и рельефом осцилляторов, сформированным на ее планарной поверхности. Возникающие здесь проблемы связаны с подбором состава стекла, обеспечивающего близкий к кремнию коэффициент температурного расширения и необходимую термостойкость, и с выбором металла токоподводки, сохраняющего свои характеристики при последующих термохимических обработках. Соединение кремниевой и стеклянной заготовок осуществляется методом электротермоком-прессионной сварки при температуре порядка 450 °С и разности потенциалов ~ 1 кВ. Балластный -кремний удаляется селективным травлением планарной стороны пластины до отделения балластной части кремния от структуры осцилляторов. Сложности заключаются в разработке состава селективного травителя, не взаимодействующего с -кремнием и элементами микросхем, но достаточно эффективно вытравливающего слой пористого кремния. Результатом рассмотренных операций является формирование кремниевых осцилляторов, приваренных контактными участками к опорным выступам стекла и шинам токоподводки.
Заключительная операция технологического маршрута изготовления ММГ состоит в дисковой резке пластины на чипы и корпусировании чипов. Отметим, что у некоторой части экспериментальных образцов ММГ обнаруживается коробление кремниевых осцилляторов, вызванное, по-видимому, внутренними напряжениями в материале кремния. В настоящее время экспериментальные образцы ММГ, разрабатываемые АОЗТ "ГИРООПТИКА", доведены до стадии корпусирования [3], проводятся их испытания, корректировка конструкции и доработка технологических процессов.
^
Постоянно растущие требования к точностным и эксплуатационным характеристикам гиро-приборов заставили ученых и инженеров многих стран мира не только усовершенствовать классические гироскопы с вращающимся ротором, но и искать принципиально новые идеи, позволившие решить проблему создания чувствительных датчиков для измерения и отображения параметров углового движения объекта.
В настоящее время известно более ста различных явлений и физических принципов, которые позволяют решать гироскопические задачи. В России и США выданы тысячи патентов и авторских свидетельств на соответствующие открытия и изобретения.
Поскольку прецизионные гироскопы используются в системах наведения стратегических ракет большой дальности, во время холодной войны информация об исследованиях, проводимых в этой области, классифицировалась как секретная.
Перспективным является направление развития квантовых гироскопов.
^
Значительное удешевление производства МЭМС-гироскопов привело к тому, что они начинают использоваться в смартфонах и игровых приставках.
Появление МЭМС-гироскопа[11] в новом смартфоне Apple iPhone 4 открывает новую революцию в 3D-играх и в формировании дополненной реальности[12]. Уже сегодня, разные производители смартфонов и игровых приставкок собираются использовать МЭМС-гироскопы в своих продуктах. Вскоре появятся приложения на смартфонах и игровых приставках, которые сделают компьютерный экран окном в другой — виртуальный мир. Например в 3D-игре, пользователь перемещая смартфон или мобильную игровую консоль, увидит другие стороны игровой — виртуальной реальности. Поднимая смартфон вверх — пользователь увидит виртуальное небо, а опуская вниз — увидит виртуальную землю. Вращая по сторонам света — может осмотреться вокруг — внутри виртуального мира. Гироскоп даёт программе данные о том, как ориентирован смартфон относительно реального мира, а программа связывает эти данные с виртуальным миром. Таким же образом, но уже не в игре, можно использовать гироскоп для формирования дополненной реальности.
Так же гироскоп стал применяться в управляющих игровых контроллерах, таких как: Sixaxis для Sony PlayStation 3 и Wii MotionPlus для Nintendo Wii. В обоих перечисленных контроллерах использованы два дополняющих друг друга, пространственных сенсора: акселерометр и гироскоп. Впервые игровой контроллер, умеющий определять своё положение в пространстве, был выпущен компанией Nintendo — Wii Remote для игровой приставки Wii, но в нем используется только трёхмерный акселерометр. Трёхмерный акселерометр не способен давать точное измерение параметров вращения при высокодинамичных движениях. И именно поэтому в новейших игровых контроллерах: Sixaxis и Wii MotionPlus, кроме акселерометра, был использован дополнительный пространственный сенсор — гироскоп.
Примеры
^
НАЗНАЧЕНИЕ
Микромеханический гироскоп ММГ предназначен для использования в качестве датчика угловой скорости в автомобилестроении, робототехнике, спортивных тренажерах, медицинском оборудовании, системах виртуальной реальности, бытовой технике, детских игрушках.
Микромеханический гироскоп состоит из кремниевого датчика и блока электроники.
Analog Devices
Линия датчиков ADIS будет развиваться в сторону повышения степени интеграции и точности
MEMS гироскоп АИСТ-100
Гироскоп выполнен в виде двухмодульной конструкции и состоит из микромеханического чувствительного элемента и платы электроники.
Литература:
Бороздин В. Н. Гироскопические приборы и устройства систем управления: Учеб. пособие для ВТУЗов., М., Машиностроение, 1990.
Гироскопические системы / Под ред. Д. С. Пельпора. В 3 ч. М.: Высш. шк., 1986—1988. Ч. 1: Теория гироскопов и гироскопических стабилизаторов.1986; Ч. 2: Гироскопические приборы и системы. 1988; Ч. 3: Элементы гироскопических приборов. 1988
Павловский М. А. Теория гироскопов: Учебник для ВУЗов., Киев, Вища Школа, 1986.
Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 5-е, стереотипное. — М.: Физматлит, 2006. — Т. I. Механика. — 560 с. — ISBN 5-9221-0715-1
http://ru.wikipedia.org/wiki/Гироскоп
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/GIROSKOP.html
http://popnano.ru/science/index.php?task=view&id=28&limitstart=2
