Giróscopo d'estructura vibrant

El giróscopo d'estructura vibrant és un tipo de giroscopi que funciona de manera similar als halterios presents en alguns insectes. El principi físic subjacent és que un objecte vibrant tendix a continuar vibrant en el mateix pla que gira el seu respal. En la lliteratura d'ingenieria, este tipo de dispositius es coneixen com "giroscopi de vibració de Coriolis", degut a que a mida que el pla d'oscilació gira, la resposta detectada pel transductor resulta del terme de Coriolis present en les seues equacions de moviment ("força de Coriolis").

Els giroscopis d'estructura vibrant són més simples - i econòmics, que els giroscopis de rotació convencionals. Els dispositius d'estat sòlit que usen este principi són un tipo econòmic d'indicadors de posició.

Teoria d'Operació

Considerar dos masses de prova vibrant en el mateix pla a una freqüència ${\omega }_r$. D'acort al efecte Coriolis,s'induïx una acceleració a les masses igual a $a_c=-2(v\times \Omega )$, a on $v$ és la velocitat i $\Omega$ és la freqüència angular de la rotació. La velocitat en el pla de les masses de prova està donada per: $X_{ip}{\omega }_r\cos ({\omega }_{r}t)$, si la posició en el pla està donada per $X_{ip}\sin ({\omega }_{r}t)$. El moviment fora del pla $y_{op}$, induït per la rotació seria:

$y_{op}=\frac{F_c}{k_{op}}=\frac{2m\Omega X_{ip}{\omega }_r\cos ({\omega }_{r}t)}{k_{op}}$

a on

$m$ és la massa de la massa de prova,

$k_{op}$ és la constant d'elasticitat en la direcció del pla,

$\Omega$ és la magnitut del vector de rotació en el pla de rotació de la massa de prova.

Implementacions

El principi ha permés la construcció de diversos tipos de giroscopis entre els que es destaquen:

• Giroscopis piezoelèctrics.
• Giroscopis de ressonador hemisfèric, també coneguts com a Ressonadors de Got de Vi.
• Giroscopis de roda vibrant.
• Giroscopi de Sistemes microelectromecánicos (MEMS)