ኢንተሪያል ዳሰሳ ምንድን ነው?
የኢነርቲያል ዳሰሳ መሰረታዊ ነገሮች
የኢነርሺያል ዳሰሳ መሰረታዊ መርሆዎች ከሌሎች የአሰሳ ዘዴዎች ጋር ተመሳሳይ ናቸው። ይህ መረጃ የመነሻውን አቀማመጥ፣ የመጀመሪያ አቅጣጫን፣ በእያንዳንዱ ቅጽበት የእንቅስቃሴ አቅጣጫን እና አቅጣጫን ጨምሮ ቁልፍ መረጃዎችን በማግኘት እና እንደ አቅጣጫ እና አቀማመጥ ያሉ የአሰሳ መለኪያዎችን በትክክል ለመወሰን እነዚህን መረጃዎች (ከሂሳብ ውህደት ስራዎች ጋር ተመሳሳይ) ቀስ በቀስ በማዋሃድ ላይ የተመሰረተ ነው።
በ Inertial Navigation ውስጥ የዳሳሾች ሚና
የአንድን የሚንቀሳቀስ ነገር የአሁኑን አቅጣጫ (አመለካከት) እና የአቀማመጥ መረጃን ለማግኘት፣ የኢነርሺያል ዳሰሳ ስርዓቶች በዋናነት የአክስሌሮሜትር እና የጋይሮስኮፖችን ያካተቱ ወሳኝ ዳሳሾችን ይጠቀማሉ። እነዚህ ዳሳሾች በኢነርሺያል ማጣቀሻ ፍሬም ውስጥ የአጓጓዡን አንግል ፍጥነት እና ፍጥነት ይለካሉ። ከዚያም መረጃው ፍጥነት እና አንጻራዊ የአቀማመጥ መረጃን ለማግኘት ከጊዜ በኋላ ይዋሃዳል እና ይዘጋጃል። በመቀጠልም፣ ይህ መረጃ ከመጀመሪያው የአቀማመጥ መረጃ ጋር በመተባበር ወደ አሰሳ መጋጠሚያ ስርዓት ይቀየራል፣ ይህም የአጓጓዡን የአሁኑን ቦታ በመወሰን ላይ ያበቃል።
የኢነርቲያል ዳሰሳ ስርዓቶች የአሠራር መርሆዎች
የኢነርጂያል አሰሳ ስርዓቶች እንደ ራሳቸውን የቻሉ፣ ውስጣዊ የተዘጉ የሉፕ አሰሳ ስርዓቶች ሆነው ይሰራሉ። በአገልግሎት አቅራቢው እንቅስቃሴ ወቅት ስህተቶችን ለማስተካከል በእውነተኛ ጊዜ ውጫዊ የውሂብ ዝመናዎች ላይ አይተማመኑም። ስለዚህ፣ አንድ ኢነርጂያል አሰሳ ስርዓት ለአጭር ጊዜ የአሰሳ ተግባራት ተስማሚ ነው። ለረጅም ጊዜ ለሚሰሩ ስራዎች፣ የተከማቹ ውስጣዊ ስህተቶችን በየጊዜው ለማረም እንደ ሳተላይት ላይ የተመሰረቱ የአሰሳ ስርዓቶች ካሉ ሌሎች የአሰሳ ዘዴዎች ጋር መዋሃድ አለበት።
የኢነርጂያል ዳሰሳ መደበቅ መቻል
በዘመናዊ የዳሰሳ ቴክኖሎጂዎች፣ የሰማይ ዳሰሳ፣ የሳተላይት ዳሰሳ እና የሬዲዮ ዳሰሳ፣ ኢነርሽያል ዳሰሳ ራሱን የቻለ ሆኖ ይታያል። ምልክቶችን ወደ ውጫዊ አካባቢ አያስተላልፍም ወይም በሰማያዊ ነገሮች ወይም በውጫዊ ምልክቶች ላይ አይመሰረትም። በዚህም ምክንያት፣ ኢነርሽያል ዳሰሳ ስርዓቶች ከፍተኛውን የመደበቅ ደረጃ ይሰጣሉ፣ ይህም ከፍተኛ ሚስጥራዊነትን ለሚጠይቁ አፕሊኬሽኖች ተስማሚ ያደርጋቸዋል።
የኢነርቲያል ዳሰሳ ኦፊሴላዊ ትርጉም
የኢነርሺያል ዳሰሳ ስርዓት (INS) ጋይሮስኮፖችን እና አክስሌሮሜትሮችን እንደ ዳሳሾች የሚጠቀም የዳሰሳ መለኪያ ግምት ስርዓት ነው። ስርዓቱ፣ በጋይሮስኮፖች ውጤት ላይ የተመሰረተ፣ የአክስሌሮሜትር ውጤቶችን በመጠቀም የአሰሳ አስተባባሪውን ፍጥነት እና አቀማመጥ ለማስላት የአሰሳ አስተባባሪውን ውጤት በመጠቀም የዳሰሳ አስተባባሪ ስርዓትን ያቋቁማል።
የኢነርቲያል ዳሰሳ አፕሊኬሽኖች
የኢነርቲያል ቴክኖሎጂ በተለያዩ ዘርፎች ሰፊ አፕሊኬሽኖችን አግኝቷል፤ ከእነዚህም ውስጥ የአየር በረራ፣ የአቪዬሽን፣ የባህር ኃይል፣ የፔትሮሊየም ፍለጋ፣ የጂኦዴዚ፣ የውቅያኖስ ጥናት፣ የጂኦሎጂ ቁፋሮ፣ የሮቦቲክስ እና የባቡር ስርዓቶች ይገኙበታል። የላቁ የኢነርቲያል ዳሳሾች መምጣት፣ የኢነርቲያል ቴክኖሎጂ ለሌሎች መስኮችም ለአውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ እና ለህክምና ኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ያለውን ጠቀሜታ አስፍቷል። ይህ የተስፋፋ የአፕሊኬሽኖች ወሰን ለብዙ አፕሊኬሽኖች ከፍተኛ ትክክለኛነት ያለው አሰሳ እና የአቀማመጥ ችሎታዎችን በማቅረብ ረገድ የኢነርቲያል አሰሳ ያለውን ወሳኝ ሚና አጉልቶ ያሳያል።
የኢነርሺያል መመሪያ ዋና አካል፡የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች መግቢያ
የኢነርጂያል አሰሳ ስርዓቶች በዋና ክፍሎቻቸው ትክክለኛነት እና ትክክለኛነት ላይ በእጅጉ ይመረኮዛሉ። የእነዚህን ስርዓቶች አቅም በእጅጉ ያሳደገ አንድ አካል ፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ (FOG) ነው። FOG የአጓጓዡን አንግል ፍጥነት በሚያስደንቅ ትክክለኛነት በመለካት ረገድ ወሳኝ ሚና የሚጫወት ወሳኝ ዳሳሽ ነው።
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ አሠራር
FOGዎች የሚሠሩት በሳግናክ ተጽእኖ መርህ ላይ ሲሆን ይህም የሌዘር ጨረርን ወደ ሁለት የተለያዩ መንገዶች መከፋፈልን ያካትታል፣ ይህም በተጠቀለለ የፋይበር ኦፕቲክ ዑደት ላይ በተቃራኒ አቅጣጫዎች እንዲጓዝ ያስችለዋል። ከFOG ጋር የተገጠመው ተሸካሚ ሲሽከረከር፣ በሁለቱ ጨረሮች መካከል ያለው የጉዞ ጊዜ ልዩነት ከአጓጓዡ የማሽከርከር አንግል ፍጥነት ጋር ተመጣጣኝ ነው። ይህ የጊዜ መዘግየት፣ የሳግናክ የደረጃ ለውጥ በመባል የሚታወቀው፣ ከዚያም በትክክል ይለካል፣ ይህም FOG ስለ ተሸካሚው ሽክርክር ትክክለኛ መረጃ እንዲያቀርብ ያስችለዋል።
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ መርህ ከፎቶዲቴክተር የብርሃን ጨረር ማውጣትን ያካትታል። ይህ የብርሃን ጨረር በአንድ ማገናኛ በኩል ያልፋል፣ ከአንድ ጫፍ ገብቶ ከሌላው ይወጣል። ከዚያም በኦፕቲካል ዑደት ውስጥ ይጓዛል። ከተለያዩ አቅጣጫዎች የሚመጡ ሁለት የብርሃን ጨረሮች ወደ ሉፑ ይገባሉ እና ዙሪያውን ከዞረ በኋላ ወጥ የሆነ ሱፐርፖዚሽን ያጠናቅቃሉ። የሚመለሰው ብርሃን ጥንካሬውን ለመለየት የሚያገለግል ብርሃን አመንጪ ዳዮድ (LED) እንደገና ይገባል። የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ መርህ ቀላል ሊመስል ቢችልም፣ በጣም ጉልህ የሆነው ፈተና የሁለቱ የብርሃን ጨረሮች የኦፕቲካል መንገድ ርዝመት ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ነገሮችን ማስወገድ ላይ ነው። ይህ በፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች ልማት ውስጥ ከሚገጥሟቸው በጣም ወሳኝ ችግሮች አንዱ ነው።
1: ሱፐርሉሚኒሰንት ዳዮድ 2፡ ፎቶዲቴክተር ዳዮድ
3. የብርሃን ምንጭ ማያያዣ 4.የፋይበር ቀለበት ማያያዣ 5. የኦፕቲካል ፋይበር ቀለበት
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች ጥቅሞች
FOGዎች በንዑስ አቅጣጫዊ የዳሰሳ ስርዓቶች ውስጥ እጅግ ጠቃሚ የሚያደርጓቸው በርካታ ጥቅሞችን ይሰጣሉ። በልዩ ትክክለኛነት፣ አስተማማኝነት እና ዘላቂነት ይታወቃሉ። ከሜካኒካል ጋይሮስ በተለየ መልኩ FOGዎች የሚንቀሳቀሱ ክፍሎች የሏቸውም ይህም የመልበስ እና የመቀደድ አደጋን ይቀንሳል። በተጨማሪም፣ ለድንጋጤ እና ለንዝረት መቋቋም የሚችሉ በመሆናቸው እንደ ኤሮስፔስ እና የመከላከያ አፕሊኬሽኖች ላሉ አስቸጋሪ አካባቢዎች ተስማሚ ያደርጋቸዋል።
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖችን በኢነርቲያል ዳሰሳ ውስጥ ማዋሃድ
የኢነርጂያል አሰሳ ስርዓቶች በከፍተኛ ትክክለኛነት እና አስተማማኝነት ምክንያት FOGዎችን ከጊዜ ወደ ጊዜ እያካተቱ ነው። እነዚህ ጋይሮስኮፖች የአቀማመጥ እና የቦታ ትክክለኛ ውሳኔ ለማድረግ የሚያስፈልጉትን ወሳኝ የማዕዘን ፍጥነት መለኪያዎችን ይሰጣሉ። FOGዎችን ከነባር ኢነርጂያል አሰሳ ስርዓቶች ጋር በማዋሃድ፣ ኦፕሬተሮች በተለይም ከፍተኛ ትክክለኛነት በሚያስፈልግባቸው ሁኔታዎች ውስጥ ከተሻሻለ የአሰሳ ትክክለኛነት ተጠቃሚ ሊሆኑ ይችላሉ።
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች በ Inertial Navigation ውስጥ አፕሊኬሽኖች
የFOGዎች መካተት በተለያዩ ዘርፎች የኢነርሽናል አሰሳ ስርዓቶችን አተገባበር አስፍቷል። በኤሮስፔስ እና አቪዬሽን፣ በFOG የታጠቁ ስርዓቶች ለአውሮፕላን፣ ለድሮኖች እና ለጠፈር መንኮራኩሮች ትክክለኛ የአሰሳ መፍትሄዎችን ይሰጣሉ። በተጨማሪም በባህር አሰሳ፣ በጂኦሎጂካል ዳሰሳ ጥናቶች እና በተራቀቁ ሮቦቲክስ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ ይህም እነዚህ ስርዓቶች በተሻሻለ አፈጻጸም እና አስተማማኝነት እንዲሰሩ ያስችላቸዋል።
የተለያዩ የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች መዋቅራዊ ልዩነቶች
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች በተለያዩ መዋቅራዊ ውቅሮች ይመጣሉ፣ በአሁኑ ጊዜ ወደ ምህንድስና ዘርፍ የሚገባው ዋነኛውየተዘጋ-ሉፕ ፖላራይዜሽን-የሚይዝ ፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕየዚህ ጋይሮስኮፕ እምብርትፖላራይዜሽን የሚጠብቅ የፋይበር ዑደት, ፖላራይዜሽን የሚጠብቁ ፋይበሮችን እና በትክክል የተነደፈ ማዕቀፍን ያካትታል። የዚህ ሉፕ ግንባታ አራት እጥፍ ሲሜትሪክ ጠመዝማዛ ዘዴን ያካትታል፣ ይህም ልዩ በሆነ የማሸጊያ ጄል የተጨመረ ሲሆን ጠንካራ-ሁኔታ ፋይበር ሉፕ ኮይል ይፈጥራል።
ቁልፍ ባህሪያትፖላራይዜሽን-ጥገና ፋይበር ኦፕቲክ ጂyro Coil
▶ ልዩ የማዕቀፍ ዲዛይን፡የጂሮስኮፕ ሉፖች የተለያዩ አይነት ፖላራይዜሽን የሚጠብቁ ፋይበሮችን በቀላሉ የሚያስተናግድ ልዩ የሆነ የማዕቀፍ ዲዛይን አላቸው።
▶ አራት እጥፍ ሲሜትሪክ መጠምዘዝ ቴክኒክ፡የአራት እጥፍ ሲሜትሪክ ጠመዝማዛ ዘዴ የሹፕን ውጤት ይቀንሳል፣ ትክክለኛ እና አስተማማኝ መለኪያዎችን ያረጋግጣል።
▶ የላቀ የማተሚያ ጄል ቁሳቁስ፡የላቀ የማተሚያ ጄል ቁሳቁሶችን መጠቀም፣ ከልዩ የማከሚያ ዘዴ ጋር ተዳምሮ፣ የንዝረትን የመቋቋም አቅም ይጨምራል፣ ይህም እነዚህን የጂሮስኮፕ ሉፖች በአስፈላጊ አካባቢዎች ውስጥ ለመጠቀም ተስማሚ ያደርጋቸዋል።
▶ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ወጥነት መረጋጋት፡የጂሮስኮፕ ሉፖች ከፍተኛ የሙቀት ወጥነት መረጋጋት ያሳያሉ፣ ይህም በተለያዩ የሙቀት ሁኔታዎች ውስጥም ቢሆን ትክክለኛነትን ያረጋግጣል።
▶ቀላል ቀላል ክብደት ያለው ማዕቀፍ፡የጂሮስኮፕ ሉፖች ቀላል ግን ቀላል ክብደት ባለው ማዕቀፍ የተነደፉ ናቸው፣ ይህም ከፍተኛ የማቀነባበሪያ ትክክለኛነትን ያረጋግጣል።
▶ ወጥ የሆነ የመጠምዘዝ ሂደት፡የመጠምዘዣው ሂደት የተረጋጋ ሆኖ ይቆያል፣ ከተለያዩ ትክክለኛ የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች መስፈርቶች ጋር ይጣጣማል።
ማጣቀሻ
ግሮቭስ፣ ፒዲ (2008)። ስለ ኢነርቲያል ዳሰሳ መግቢያ።የዳሰሳ መጽሔት፣ 61(1)፣ 13-28።
ኤል-ሼይሚ፣ ኤን.፣ ሁ፣ ኤች.፣ እና ኒዩ፣ ኤክስ. (2019)። ለአሰሳ አፕሊኬሽኖች የኢነርቲያል ዳሳሾች ቴክኖሎጂዎች፡ ዘመናዊ።የሳተላይት ዳሰሳ፣ 1(1)፣ 1-15።
ዉድማን፣ ኦጄ (2007)። ስለ ኢነርቲያል ዳሰሳ መግቢያ።የካምብሪጅ ዩኒቨርሲቲ፣ የኮምፒውተር ላቦራቶሪ፣ ዩሲኤም-CL-TR-696.
ቻቲላ፣ አር.፣ እና ላውመንድ፣ ጄፒ (1985)። ለሞባይል ሮቦቶች የአቋም ማጣቀሻ እና ወጥ የሆነ የዓለም ሞዴሊንግ።በ1985ቱ የIEEE ዓለም አቀፍ የሮቦቲክስ እና አውቶሜሽን ኮንፈረንስ ሂደቶች ላይ(ጥራዝ 2፣ ገጽ 138-145)። IEEE።
