Гироскопы используют везде, где необходимо знать ориентацию в пространстве. Это и авиация, судоходство, ракетостроение и т.п.
Типов гироскопов есть большое множество. Но разделяются они на две большие группы:
- механический;
- оптический.
Различают также количество степеней свободы гироскопов и режим работы - гироскоп направления и гироскоп-датчик угловых скоростей.
Механический гироскоп представляет собой волчек, который вращается с большой скоростью. Ось этого волчка закреплена в карданном подвесе и не меняет своего направления при вращении. Принцип действия основан на основе сохранения момента импульса (один из основных законов физики).
Оптический гироскоп представляет собой кольцевой световод (волновод). В нем движутся два световых потока, один навстречу другому. При этом на экране (светоприемнике) возникает интерференционная картинка.
Принцип действия основан на специальной теории относительности, а именно - используется постоянство скорости света в вакууме.
При вращении световода, экран, на котором возникает интерференционная картина, движется навстречу одному лучу, от другого луча - убегает. В этом случае интерференционная картина изменится - минимумы и максимумы "побегут". Посчтитав на сколько максимумов (или минимумов) сдвинулась картинка, мы можем судить об угле поворота волновода. Если постоянно вращать - картинка будет "бежать" всегда. Скорость, с которой "бежит" картинка, покажет скорость вращения гироскопа.
Оптические гироскопы имеют преимущества перед механическими прежде всего из-за того, что нет движущихся деталей. Т.е. надежность его очень высока. Кроме того, он обладает очень большой точностью и чувствительностью.
Скажу одно - при проведении лабораторных работ с оптическим гироскопом, будучи студентом, я определеял стороны света с точностью не хуже 20 угловых секунд. Это о точности. О чувствительности можно сказать то, что скорость вращения Земли намного выше нижнего предела чувствительности. Т.е. с помощью него можно измерять и угловые скоторости, которые намного меньше скорости вращения Земли.
