Τι είναι το γυροσκόπιο MEMS;

Τα μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα, ή γυροσκόπιο MEMS, είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα ανίχνευσης αδράνειας που μετρά τη γωνία και τον ρυθμό περιστροφής σε ένα αντικείμενο ή ένα σύστημα. Προγραμματιζόμενη για στοχευμένες εφαρμογές, αυτή η τεχνολογία βασίζεται σε τρισδιάστατους άξονες ανίχνευσης, οι οποίοι είναι X (pitch), Y (roll) και Z (yaw). Οι συσκευές μπορούν να παρακολουθούν με ακρίβεια πολύπλοκες κινήσεις χωρίς να επηρεάζονται από παράγοντες όπως η βαρύτητα ή τα μαγνητικά πεδία. Κάποτε απασχόλησε τις μεταφορές και τα οχήματα, αυτή η τεχνολογία εμφανίζεται τώρα σε μια σειρά καταναλωτικών τεχνολογιών.

Τα μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα είναι τεχνολογίες που βασίζονται σε μικροκατασκευασμένα ολοκληρωμένα κυκλώματα. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν λειτουργίες ενεργούς αντίληψης και ελέγχου για να εξυπηρετήσουν δύο σκοπούς: ως μικροαισθητήρες και ενεργοποιητές. Ένα γυροσκόπιο MEMS είναι αρκετά ευαίσθητο ώστε να ανιχνεύει ακόμη και ελαφρούς βαθμούς περιστροφής, εξαλείφοντας τους συντελεστές γραμμικής κίνησης που μετρώνται από επιταχυνσιόμετρα. Αυτό χρησιμεύει στον προσανατολισμό της τεχνολογίας σε μια απόλυτη θέση στο φυσικό χώρο.

Η αδρανειακή αίσθηση αναφέρεται σε μετρήσεις πολλών τύπων κίνησης, συμπεριλαμβανομένης της επιτάχυνσης, του κραδασμού και της κλίσης. Αναπτύσσονται πολυάριθμες συσκευές για να προσεγγίζουν αυτά τα ζητήματα με τους δικούς τους ειδικούς τρόπους και συχνά συνδυάζονται για να παρέχουν αίσθηση και επεξεργασία με ευαίσθητη αποτελεσματικότητα. Συμπληρώνουν εφαρμογές υψηλής βαρύτητας και χαμηλής βαρύτητας σε όλες τις βιομηχανίες.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι γυροσκόπιων MEMS. Αυτά περιλαμβάνουν το πιρούνι συντονισμού, τον δονούμενο δακτύλιο, την πιεζοηλεκτρική πλάκα και τα γυροσκόπια από γυαλί κρασιού. Το μοντέλο πιρουνιού συντονισμού βασίζεται σε μια μετατόπιση συντονισμού από ένα επίπεδο ταλαντώσεων, το οποίο στέλνει ένα σήμα που αντιστοιχεί στον προσανατολισμό. Οι τύποι δακτυλίου δόνησης χρησιμοποιούν την περιστροφή ενός τροχού για την αποστολή σημάτων σε έναν μορφοτροπέα.

Το πιεζοηλεκτρικό μοντέλο μετρά τις αντιδράσεις μεταξύ της δόνησης και της δύναμης Coriolis. αυτή είναι η σχέση αδράνειας με την περιστροφή της Γης. Ένα αντηχείο ποτηριού κρασιού μετρά τον συντονισμό σημείων σε ένα ημισφαίριο για να ανιχνεύσει την περιστροφή. Η λειτουργικότητα των εξαρτημάτων γυροσκοπίου MEMS εξυπηρετεί πολλές τεχνολογίες και βιομηχανίες.

Συχνά συνδυασμένες με ολοκληρωμένα κυκλώματα και επιταχυνσιόμετρα, αυτές οι συσκευές παρέχουν ψηφιακές και αναλογικές εξόδους. Οι εφαρμογές μπορούν να κυμαίνονται από μεγάλης κλίμακας στρατιωτικά έργα έως επιτραπέζιες συσκευές. Αυτά τα γυροσκόπια βρίσκονται σε καθοδηγούμενα πυρομαχικά και σε πλοία προσανατολισμού και δορυφόρους. Σε καταναλωτικά προϊόντα, χρησιμοποιούνται για τηλεχειριστήρια, παιχνίδια, προσωπική πλοήγηση και σταθεροποίηση εικόνας σε ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές. Έχουν επίσης χρήση σε ιατρικά περιβάλλοντα.
Μαζί με το γυροσκόπιο MEMS, οι συσκευές MEMS μπορούν να περιλαμβάνουν επιταχυνσιόμετρα, ενεργοποιητές και πυξίδες. Άλλοι τύποι γυροσκόπιων αποτελούνται από την ποικιλία spinning, που συχνά τοποθετείται σε αντίζυγα, και από οπτικούς τύπους που διαβάζουν τις αλληλεπιδράσεις των μηκών κύματος λέιζερ. Αυτές οι συσκευές, που βρέθηκαν να εξισορροπούν οτιδήποτε, από προσωπικές συσκευές μεταφοράς έως μοντέλα ελικοπτέρων έως βιντεοπαιχνίδια, λειτουργούν με την παρόμοια θεμελιώδη αρχή ότι τα δονούμενα αντικείμενα τείνουν να διατηρούν το επίπεδο δόνησης τους παρά την κίνηση ενός υποστηρίγματος.