この記事では、ジャイロスコープとは何か、またその用途について説明します。また、ジャイロスコープがどのように機能するのか、またこのデバイスが加速度計とどのように異なるのかについても学びます。
ジャイロスコープとは何ですか?
ジャイロスコープ、またはジャイロスコープ は、デバイスの方向を決定するために使用される機器です。同様に、ジャイロスコープは、デバイスの空間内の方向を維持または変更するためにも使用されます。
ジャイロスコープは、その軸上に剛性のバーが交差したディスクで構成されています。さらに、メインディスクがその軸の周りを回転するときに、その周りを回転する一連のリングがあります。
ジャイロスコープ効果の発見は、1817 年にドイツ人のヨハン ボーネンベルガーによるものとされています。しかし、フランス人のレオン フーコーが最初のジャイロスコープを発明したのは 1852 年になってからでした。
ジャイロスコープの主な特徴の 1 つは、落下することなく 1 つの軸を中心に回転できることです。理論的には回転を停止して落下するはずですが、ジャイロスコープは回転し続けることができます。以下に、ジャイロスコープのこの機能が示されているビデオをご覧ください。
ジャイロスコープの仕組み
ジャイロスコープの定義がわかったので、このセクションではこのデバイスがどのように機能するかを見ていきます。ジャイロスコープの仕組みを理解するには、まずジャイロ効果の内容を知る必要があります。そのため、最初にジャイロ効果について説明し、次にジャイロスコープの仕組みについて説明します。
ジャイロ効果は、回転運動する物体に発生する物理現象です。要約すると、ジャイロ効果により、対称軸の周りを回転するオブジェクトは、その回転方向に対して 90 度の方向に移動します。
したがって、ジャイロスコープの動作はジャイロ効果に関係します。ジャイロスコープが対称軸の周りを回転すると、ジャイロスコープの向きを変える力が発生し、その結果、ジャイロスコープは落下せずに回転し続けます。
ジャイロスコープの仕組みの詳細な説明は、次のビデオでご覧いただけます。
ジャイロスコープの応用
現在、ジャイロスコープは非常に多様な分野で多くの用途に使用されています。このセクションでは、ジャイロスコープの用途について見ていきます。
ジャイロスコープは、物体の方向を決定するために使用されます。したがって、ジャイロスコープのアプリケーションは、物体や車両へのこのデバイスの統合に依存して、それらの方向を把握します。
たとえば、今日の携帯電話には、方向を判断するためのジャイロスコープが内蔵されています。したがって、携帯電話のジャイロスコープは、デバイスがどちらの方向に回転するかを知るためにビデオ ゲームで使用され、携帯電話の画面上で何が起こっているかを操作します。
ジャイロスコープは車両の向きを知ることができるため、ナビゲーション システムにも使用されています。たとえば、飛行機や船舶のナビゲーション システムでは、ジャイロスコープはその動作のための基本的な機器です。
最後に、高度なカメラにはジャイロスコープも内蔵されており、移動しながら固定点を狙うことができます。たとえば、アクション スポーツでは、カメラのジャイロスコープが非常に便利です。これにより、撮影者が動きながら写真を撮影できるためです。
ジャイロスコープと加速度計
最後に、ジャイロスコープと加速度計の違いについて見ていきます。これらは互いに補完できる 2 つの機器であり、さらに混同されることが多いためです。
加速度計は加速度を測定する機器です。簡単に言えば、加速度計は、身体が経験する加速度を測定するために使用されるセンサーです。
したがって、ジャイロスコープと加速度計の違いは、ジャイロスコープが物体の方向と回転を測定するのに対し、加速度計は物体の線形加速度を測定することです。
このため、これら 2 種類のセンサーによって捕捉された情報は、相互に非常によく補完し合うため、通常、計算を実行するために一緒に使用されます。たとえば、携帯電話には通常、加速度計とジャイロスコープが内蔵されています。
加速度センサーの詳細については、次のリンクをクリックしてください。