HRG

גיירוסקופ HRG

גירוסקופ מסוג HRG (ראשי תיבות של: Hemispherical Resonator Gyroscope תרגום: "גירוסקופ כיפת תהודה"), נקרא גם גירוסקופ כוס-יין או גירוסקופ פטרייה עושה שימוש בכיפה המיספרית חלולה היושבת על בסיס עבה. הכיפה מובאת לתהודת כפיפה על ידי כוחות חשמליים המיוצרים על ידי אלקטרודות על מבני קוורץ המקיפים את הכיפה. האפקט הגירוסקופי נוצר על ידי תכונה פנימית של גלי הכפיפה העומדים. לגירוסקופ HRG אין חלקים נעים כלל ולכן נחשב לאמין.

רמת הדיוק של HRG טובה בערך בסדר גודל אחד יותר מטכנולוגיות מתחרות (RLG, FOG)^{[דרוש מקור]} והוא זול יותר מהן. בנוסף, ה-HRG מאפשר כיול מדיד ללא ייחוס חיצוני.

עקרון פעולה

הרכיב העיקרי ב-HRG הוא כיפה, כיפה זו תהיה עשויה בדרך כלל מקוורץ באיכות גבוה ותעבור עיבוד כך שתהיה מאוזנת, כלומר סימטרית סביב הבסיס. הכיפה מצופה בחומר מוליך, ומשמשת למעשה כאנודה, קטודות שמוצבות מסביב לכיפה מבפנים ומבחוץ מרטיטות אותה, כך שנוצרות ארבע נקודות אפס, שלא רוטטות כלל. ארבע נקודות אלו נשארות במיקום קבוע על הכיפה כל עוד הכיפה לא מסתובבת, כאשר הכיפה מסתובבת מיקום נקודות האפס על הכיפה נע במהירות פורפוציונלית למהירות הזוויתית. את התנועה הזו של נקודות האפס חשות קטודות מסביב לכיפה, והגודל הנמדד מתורגם למהירות זוויתית.

שגיאות מדידה

כמו בכל מכשיר מדידה פיזיקלי, גם ל-HRG יש שגיאות מדידה. למרות שאיננו יכולים לדעת את מודל השגיאה המדויק, אשר ייצג את השגיאה כהוויתה, מקובל להשתמש במודל שגיאה חלקי הכולל פולינום מסדר ראשון בתוספת רעש לבן על מנת לבטא את שגיאות המדידה המשמעותיות.

• שגיאת סחיפה (Drift) - שגיאה קבועה.
• שגיאת קנה מידה (Scale Factor) - שגיאה שתלויה בגודל המדידה. שגיאה זו לא בהכרח סימטרית, כלומר ייתכן הבדל בין שגיאה שמתפתחת כאשר המדידה חיובית לבין כאשר המדידה שלילית.
• רגישות לתנאי סביבה - שגיאה שמשתנה בהשפעת הטמפרטורה, הפרעות אלקטרומגנטיות או רעידות בסביבת המדיד
• רעש

מודל מתמטי

מודל השגיאה הפשוט הוא:

${\displaystyle {\tilde {\omega }}=d+SF\cdot {\omega }+n(0,\sigma )}$

לקריאה נוספת

• Anthony Lawrence, Modern Inertial Technology, 2dn Edition

ערך זה הוא קצרמר בנושא טכנולוגיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.