Acelerómetro Vs. Giroscopio: ¿Cuál Es La Diferencia?

{h1}

Existen muchos sensores diferentes para identificar elementos como la aceleración y la orientación, y los más populares son el acelerómetro y el giroscopio. Pero cada uno proporciona un conjunto diferente de información.

Se utilizan muchos dispositivos sensoriales diferentes para determinar la posición y la orientación de un objeto. Los más comunes de estos sensores son el giroscopio y el acelerómetro. Aunque tienen un propósito similar, miden diferentes cosas. Cuando se combinan en un solo dispositivo, pueden crear una gran variedad de información.

¿Qué es un giroscopio?

Un giroscopio es un dispositivo que utiliza la gravedad de la Tierra para ayudar a determinar la orientación. Su diseño consiste en un disco que gira libremente llamado rotor, montado sobre un eje giratorio en el centro de una rueda más grande y más estable. A medida que gira el eje, el rotor permanece estacionario para indicar el tirón gravitacional central y, por lo tanto, en qué dirección está "abajo".

"Un tipo típico de giroscopio se fabrica suspendiendo un rotor relativamente masivo dentro de tres anillos llamados cardanes", según una guía de estudio de la Universidad Estatal de Georgia. "El montaje de cada uno de estos rotores en superficies de rodamientos de alta calidad garantiza que se pueda ejercer muy poco par de torsión en el rotor interior".

Los giroscopios fueron inventados y nombrados por primera vez en el siglo XIX por el físico francés Jean-Bernard-Léon Foucault. No fue hasta 1908 que el inventor alemán H. Anschütz-Kaempfe desarrolló el primer girocompás viable, según la Enciclopedia Británica. Fue creado para ser utilizado en un sumergible. Luego, en 1909, se utilizó para crear el primer piloto automático.

¿Qué es un acelerómetro?

Un acelerómetro es un dispositivo compacto diseñado para medir la aceleración no gravitacional. Cuando el objeto en el que está integrado pasa de estar parado a cualquier velocidad, el acelerómetro está diseñado para responder a las vibraciones asociadas con dicho movimiento. Utiliza cristales microscópicos que sufren estrés cuando se producen vibraciones y, a partir de ese esfuerzo, se genera un voltaje para crear una lectura de cualquier aceleración. Los acelerómetros son componentes importantes para los dispositivos que rastrean la condición física y otras mediciones en el auto-movimiento cuantificado.

El primer acelerómetro se llamó la máquina de Atwood y fue inventado por el físico inglés George Atwood en 1783, según el libro "Practical MEMS", de Ville Kaajakari.

Usos de un giroscopio o acelerómetro.

La principal diferencia entre los dos dispositivos es simple: uno puede sentir la rotación, mientras que el otro no puede. En cierto modo, el acelerómetro puede medir la orientación de un elemento estacionario en relación con la superficie de la Tierra. Cuando se acelera en una dirección particular, el acelerómetro es incapaz de distinguir entre eso y la aceleración proporcionada a través de la fuerza gravitacional de la Tierra. Si tuviera que considerar esta desventaja cuando se usara en un avión, el acelerómetro pierde rápidamente gran parte de su atractivo.

El giroscopio mantiene su nivel de efectividad al poder medir la velocidad de rotación alrededor de un eje particular. Al medir la velocidad de rotación alrededor del eje de balanceo de una aeronave, identifica un valor real hasta que el objeto se estabilice. Utilizando los principios clave del momento angular, el giroscopio ayuda a indicar la orientación. En comparación, el acelerómetro mide la aceleración lineal basada en la vibración.

El típico acelerómetro de dos ejes brinda a los usuarios una dirección de gravedad en una aeronave, teléfono inteligente, automóvil u otro dispositivo. En comparación, un giroscopio está destinado a determinar una posición angular basada en el principio de rigidez del espacio. Las aplicaciones de cada dispositivo varían bastante drásticamente a pesar de su propósito similar. Un giroscopio, por ejemplo, se utiliza en la navegación en vehículos aéreos no tripulados, brújulas y grandes botes, que en última instancia ayudan a la estabilidad en la navegación. Los acelerómetros están igualmente extendidos en su uso y se pueden encontrar en ingeniería, maquinaria, monitoreo de hardware, monitoreo de construcción y estructural, navegación, transporte e incluso electrónica de consumo.

La aparición del acelerómetro en el mercado de la electrónica de consumo, con la introducción de dispositivos tan extendidos como el uso del iPhone para la aplicación de brújula integrada, ha facilitado su popularidad general en todas las vías del software. Determinar la orientación de la pantalla, actuar como una brújula y deshacer acciones simplemente agitando el teléfono inteligente son algunas de las funciones básicas que dependen de la presencia de un acelerómetro. En los últimos años, su aplicación entre la electrónica de consumo se extiende ahora a las computadoras portátiles personales.

Sensores en uso

El uso en el mundo real ilustra mejor las diferencias entre estos sensores. Los acelerómetros se utilizan para determinar la aceleración, aunque un acelerómetro de tres ejes podría identificar la orientación de una plataforma en relación con la superficie de la Tierra. Sin embargo, una vez que la plataforma comienza a moverse, sus lecturas se vuelven más complicadas de interpretar. Por ejemplo, en una caída libre, el acelerómetro mostraría una aceleración cero. En una aeronave que realiza un ángulo de inclinación de 60 grados para un giro, un acelerómetro de tres ejes registraría una aceleración vertical de 2 G, ignorando la inclinación por completo. En última instancia, un acelerómetro no se puede usar solo para ayudar a mantener los aviones orientados adecuadamente.

En su lugar, los acelerómetros encuentran uso en una variedad de artículos electrónicos para el consumidor. Por ejemplo, uno de los primeros teléfonos inteligentes en utilizarlo fue el iPhone 3GS de Apple con la introducción de funciones como la aplicación de brújula y agitar para deshacer, según Wired.

Se usaría un giroscopio en una aeronave para ayudar a indicar la velocidad de rotación alrededor del eje de giro de la aeronave.A medida que avanza un avión, el giroscopio medirá valores distintos de cero hasta que la plataforma se nivele, con lo que leerá un valor cero para indicar la dirección de "abajo". El mejor ejemplo de lectura de un giroscopio es el del indicador de altitud en aviones típicos. Está representado por una pantalla circular con la pantalla dividida por la mitad, la mitad superior de color azul para indicar el cielo y la parte inferior de color rojo para indicar el suelo. Como un avión se convierte en un giro, la orientación de la pantalla cambiará con el banco para tener en cuenta la dirección real del terreno.

El uso previsto de cada dispositivo influye en última instancia en su practicidad en cada plataforma utilizada. Muchos dispositivos se benefician de la presencia de ambos sensores, aunque muchos dependen del uso de uno solo. Dependiendo del tipo de información que necesite recopilar (aceleración u orientación), cada dispositivo proporcionará resultados diferentes.

Reporte adicional de Alina Bradford, colaboradora de WordsSideKick.com.

Recursos adicionales

  • Giroscopios micromecánicos no controlados y sus aplicaciones
  • Southwest Center for Microsystems Education: Historia de MEMS
  • Revista Sensors Online: los principios de los sensores de aceleración, choque y vibración


Suplemento De Vídeo: Todo acerca del Sensor MPU 6050 - Acelerometro - Giroscopio - Caracteristicas Tecnicas.




Investigación


¿Qué Son Los Elementos De La Tierra Rara?
¿Qué Son Los Elementos De La Tierra Rara?

'Hyperloop Hotel' Podría Ser El Futuro De Los Viajes De Lujo
'Hyperloop Hotel' Podría Ser El Futuro De Los Viajes De Lujo

Noticias De Ciencia


Sobreviviendo A Un Apocalipsis Zombie: Solo Haz Las Matemáticas
Sobreviviendo A Un Apocalipsis Zombie: Solo Haz Las Matemáticas

Los 20 Países Más Letales Para Los Periodistas
Los 20 Países Más Letales Para Los Periodistas

Misterio Del Mar De Los Sargazos Resuelto
Misterio Del Mar De Los Sargazos Resuelto

El Avión De Los Vigilantes De Eclipse Se Estrella En El Viaje De Regreso
El Avión De Los Vigilantes De Eclipse Se Estrella En El Viaje De Regreso

Juana De Arco: Hechos Y Biografía
Juana De Arco: Hechos Y Biografía


ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com