Dünyanın En Küçük Optik Jiroskopu Geliştirildi

Jiroskoplar, hemen hemen her elektronik cihazda var olan ve onları yönlendirmemize yardımcı olan cihazlardır. Yüksek performansa sahip olmalarının yanı sıra büyük boyutta olan jiroskoplar, taşınabilir elektronik cihazlar ile uyum konusunda zorluk yaratmaktadır. Bu nedenle mühendisler, jiroskopları çok daha küçük hale getirmenin bir yolunu bulmuşlar. Pirinç tanesinden daha küçük yeni jiroskopların ayrıntıları haberimizde.

A- A+

05.11.2018 tarihli yazı 6136 kez okunmuştur.

Jiroskoplar, araçlardan drone’lara kadar her şeyi yönlendirmeye yardımcı olmak için kullanılan çok fonksiyonlu cihazlardır. Günlük kullandığımız neredeyse her teknolojide mevcutturlar. Normal jiroskoplara göre daha küçük olan gelişmiş jiroskop sürümleri, mikroelektromekanik sensör (microelectromechanical sensor=MEMS) olarak adlandırılır ve cep telefonunuzda da bulunur. MEMS'ler sınırlı bir hassasiyete sahiptir. Bu nedenle mühendisler, daha iyi bir doğrulukla ve hareketli parçaların ihmaliyle performans gösteren optik jiroskoplar geliştirmiştir. Geliştirilen bu cihazlar ‘Sagnac etkisi’ olarak adlandırılan bir fenomene bağlıdır.

►İlginizi Çekebilir: Jiroskop Sensörü Nasıl Çalışır?

Fransız fizikçi Georges Sagnac'ın adını alan bu optik etki, Einstein'ın genel görelilik kuramına dayanıyor. Bu etkiye göre, optik jiroskop bir ışık demetini ikiye ayırdıktan sonra, ayrı ayrı ışınların dedektörüne ulaşmasını sağlamak için dönüyor. Dönme hareketinin kirişlerden birinin yolculuğunu geciktirdiğinden, farklı zamanlarda aynı ışık detektöründe buluşan dairesel bir yol boyunca zıt yönlerde hareket eden iki ikiz kiriş oluşur. Ortaya çıkan faz kayması ‘Sagnac etkisi’ olarak adlandırılır ve optik jiroskoplar tarafından çok hassas bir şekilde oryantasyonu hesaplamak için kullanılır.

En yüksek performanslı optik jiroskoplar, bir golf topunun boyutundan daha büyüktür ve günümüzün taşınabilir elektroniklerinin çoğu ile uyumsuzdur. Bu yüksek hassasiyetli cihazların daha küçük versiyonlarını oluşturmak için yapılan önceki girişimler maalesef her zaman Sagnac etkisi sinyalinin azalmasına neden olmuş ve aynı zamanda güvenilirlik ve doğruluk da azalmıştır.

►İlginizi Çekebilir: Sensör Füzyonu Nedir?

Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Bölümünde Elektrik Mühendisliği ve Tıp Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Ali Hajimiri tarafından yönetilen bir Caltech mühendis ekibi, bu cihazları küçültmenin ve aynı zamanda onların doğruluğunu geliştirmenin bir yolunu bulmuşlar. Bu keşif, optik jiroskopların kullanımını değiştirecek ve MEMS'den daha popüler ve daha kalıcı hale getirecek.

Caltech'in optik jiroskopu, şu anda piyasada bulunan en iyi cihazlardan 500 kat daha küçük. Bu, onu bir pirinç tanesinden daha küçük hale getirir ve aynı zamanda en hassas modellerden bile 30 kat daha küçük olan faz kaymalarını tespit etmesini sağlar. Bunu yapmak için, cihaz ‘karşılıklı duyarlılık geliştirme tekniği’ni kullanır. Bu, Sagnac etkisinden türetilen sinyalleri etkilemeden optik jiroskopların karşılıklı gürültüsünü gidermede kullanılan yeni ve akıllı bir tekniktir. Bu şekilde, sistemdeki sinyal-gürültü oranı, büyük bir cihaz gerekliliği olmadan geliştirilir. Sonuç, etkileyici derecede daha iyi doğruluğa sahip küçük optik jiroskoplardır.

Kaynak:

►wonderfulengineering.com
►interestingengineering.com