गायरोस्कोप

जाइरोस्कोप (प्राचीन ग्रीक γῦρος gŷros, गोल और σκοπέω skopéō, देखने के लिए) एक उपकरण है जिसका उपयोग ओरिएंटेशन (ज्यामिति) और कोणीय वेग को मापने या बनाए रखने के लिए किया जाता है। यह एक चरखा या डिस्क है जिसमें रोटेशन की धुरी (स्पिन अक्ष) किसी भी अभिविन्यास को मानने के लिए स्वतंत्र है। घूर्णन करते समय, कोणीय गति के संरक्षण के अनुसार, इस धुरी का अभिविन्यास बढ़ते हुए झुकाव या घूर्णन से अप्रभावित रहता है।

अन्य ऑपरेटिंग सिद्धांतों पर आधारित जाइरोस्कोप भी मौजूद हैं, जैसे कि माइक्रोचिप-पैकेज्ड वाइब्रेटिंग स्ट्रक्चर गायरोस्कोप#MEMS जाइरोस्कोप इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में पाया जाता है (कभी-कभी जाइरोमीटर कहा जाता है), सॉलिड-स्टेट रिंग लेजर जाइरोस्कोप, फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप और अत्यंत संवेदनशील क्वांटम जाइरोस्कोप। जाइरोस्कोप के अनुप्रयोगों में जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली शामिल है, जैसे हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी में, या जलमग्न पनडुब्बी के स्टील हल के अंदर। उनकी सटीकता के कारण, सुरंग खनन में दिशा बनाए रखने के लिए जाइरोथियोडोलाइट्स में जाइरोस्कोप का भी उपयोग किया जाता है। Gyroscopes का उपयोग gyrocompasses के निर्माण के लिए किया जा सकता है, जो चुंबकीय कम्पास (जहाजों, विमानों और अंतरिक्ष यान, सामान्य रूप से वाहनों में) को पूरक या प्रतिस्थापित करता है, स्थिरता (साइकिल, मोटरसाइकिल और जहाजों) में सहायता के लिए या एक जड़त्वीय मार्गदर्शन प्रणाली के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है।

MEMS जाइरोस्कोप कुछ उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में लोकप्रिय हैं, जैसे कि स्मार्टफोन।

विवरण और आरेख
जाइरोस्कोप एक उपकरण है, जिसमें एक पहिया होता है, जिसमें दो या तीन गिंबल्स लगे होते हैं, जो पहिए को एक अक्ष के बारे में घुमाने की अनुमति देने के लिए धुरी का समर्थन प्रदान करते हैं। तीन गिंबल्स का एक सेट, एक ओर्थोगोनल धुरी अक्षों के साथ दूसरे पर चढ़ाया जाता है, इसका उपयोग अंतरतम ड्रेडलॉक पर घुड़सवार पहिया को अनुमति देने के लिए किया जा सकता है ताकि इसके समर्थन के लिए, अंतरिक्ष में अभिविन्यास से स्वतंत्र एक अभिविन्यास शेष रह सके।

दो गिंबल्स के साथ जाइरोस्कोप के मामले में, बाहरी जिम्बल, जो जाइरोस्कोप फ्रेम है, को माउंट किया जाता है ताकि समर्थन द्वारा निर्धारित अपने स्वयं के विमान में धुरी के बारे में धुरी हो सके। इस बाहरी जिम्बल में एक डिग्री की घूर्णी स्वतंत्रता होती है और इसकी धुरी में कोई नहीं होता है। दूसरा जिम्बल, इनर जिम्बल, जाइरोस्कोप फ्रेम (बाहरी जिम्बल) में लगाया जाता है ताकि अपने स्वयं के विमान में एक अक्ष के बारे में पिवट किया जा सके जो हमेशा जाइरोस्कोप फ्रेम (बाहरी जिम्बल) के मुख्य अक्ष के लंबवत होता है। इस आंतरिक जिम्बल में घूर्णी स्वतंत्रता की दो डिग्री हैं।

चरखा (रोटर) का धुरा स्पिन अक्ष को परिभाषित करता है। रोटर एक धुरी के चारों ओर घूमने के लिए विवश है, जो हमेशा आंतरिक जिम्बल की धुरी के लंबवत होता है। तो रोटर के पास घूर्णी स्वतंत्रता की तीन डिग्री होती है और इसकी धुरी में दो होती है। रोटर आउटपुट अक्ष पर प्रतिक्रिया बल द्वारा इनपुट अक्ष पर लागू बल का जवाब देता है।

जाइरोस्कोप के व्यवहार को सबसे आसानी से एक साइकिल के अगले पहिए पर विचार करके सराहा जा सकता है। यदि पहिया ऊर्ध्वाधर से दूर झुक जाता है ताकि पहिया का शीर्ष बाईं ओर चला जाए, तो पहिया का आगे का रिम भी बाईं ओर मुड़ जाता है। दूसरे शब्दों में, घूमने वाले पहिये के एक अक्ष पर घूर्णन तीसरे अक्ष के घूर्णन का उत्पादन करता है।

जाइरोस्कोप फ्लाईव्हील आउटपुट अक्ष के बारे में लुढ़केगा या विरोध करेगा, यह इस बात पर निर्भर करता है कि आउटपुट गिंबल्स फ्री या फिक्स्ड कॉन्फ़िगरेशन के हैं या नहीं। कुछ फ्री-आउटपुट-जिंबल उपकरणों का एक उदाहरण है, एक अंतरिक्ष यान या विमान में पिच, रोल और यव रवैया कोणों को समझने या मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले रवैया नियंत्रण जाइरोस्कोप।

रोटर के गुरुत्वाकर्षण का केंद्र एक निश्चित स्थिति में हो सकता है। रोटर एक साथ एक धुरी के बारे में घूमता है और दो अन्य अक्षों के बारे में दोलन करने में सक्षम है, और यह निश्चित बिंदु के बारे में किसी भी दिशा में मुड़ने के लिए स्वतंत्र है (रोटर स्पिन के कारण इसके अंतर्निहित प्रतिरोध को छोड़कर)। कुछ जाइरोस्कोप में एक या अधिक तत्वों के लिए यांत्रिक समकक्ष प्रतिस्थापित होते हैं। उदाहरण के लिए, स्पिनिंग रोटर को जिम्बल में माउंट करने के बजाय द्रव में निलंबित किया जा सकता है। नियंत्रण क्षण जाइरोस्कोप (सीएमजी) एक निश्चित-आउटपुट-जिंबल डिवाइस का एक उदाहरण है जिसका उपयोग अंतरिक्ष यान पर जाइरोस्कोपिक प्रतिरोध बल का उपयोग करके वांछित दृष्टिकोण कोण या दिशा को इंगित करने के लिए किया जाता है।

कुछ विशेष मामलों में, बाहरी जिम्बल (या इसके समतुल्य) को छोड़ा जा सकता है ताकि रोटर के पास स्वतंत्रता की केवल दो डिग्री हो। अन्य मामलों में, रोटर के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र को दोलन के अक्ष से ऑफसेट किया जा सकता है, और इस प्रकार रोटर के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र और रोटर के निलंबन के केंद्र का मेल नहीं हो सकता है।

शुरुआती समान डिवाइस
अनिवार्य रूप से, जाइरोस्कोप गिंबल्स की एक जोड़ी के साथ संयुक्त एक शीर्ष है। क्लासिक ग्रीस, रोम और चीन समेत कई अलग-अलग सभ्यताओं में शीर्ष का आविष्कार किया गया था। इनमें से अधिकांश का उपयोग उपकरणों के रूप में नहीं किया गया था।

1743 में जाइरोस्कोप (व्हर्लिंग स्पेकुलम या सेरसन स्पेकुलम) के समान पहला ज्ञात उपकरण जॉन सेरसन द्वारा आविष्कार किया गया था। इसे धुंध या धुंध की स्थिति में क्षितिज का पता लगाने के लिए एक स्तर के रूप में इस्तेमाल किया गया था।

वास्तविक जाइरोस्कोप की तरह इस्तेमाल किया जाने वाला पहला उपकरण जर्मनी के जोहान बोहनबर्गर द्वारा बनाया गया था, जिन्होंने पहली बार 1817 में इसके बारे में लिखा था। सबसे पहले उन्होंने इसे मशीन कहा था।  बोह्नेनबर्गर मशीन एक घूमते हुए विशाल गोले पर आधारित थी। 1832 में, अमेरिकी वाल्टर आर. जॉनसन ने एक समान उपकरण विकसित किया जो एक घूर्णन डिस्क पर आधारित था। पेरिस में इकोले पॉलिटेक्निक में काम कर रहे फ्रांसीसी गणितज्ञ पियरे-साइमन लाप्लास ने मशीन को शिक्षण सहायता के रूप में उपयोग करने की सिफारिश की, और इस तरह यह लियोन फौकॉल्ट के ध्यान में आया।

फौकॉल्ट जाइरोस्कोप
1852 में, फौकॉल्ट ने इसका प्रयोग पृथ्वी के घूर्णन से जुड़े एक प्रयोग में किया था। यह फौकॉल्ट था जिसने पृथ्वी के घूर्णन (ग्रीक gyros, सर्कल या रोटेशन) को देखने के लिए (ग्रीक स्कोपीन, देखने के लिए) एक प्रयोग में डिवाइस को अपना आधुनिक नाम दिया था। जो 8 से 10 मिनट में दिखाई दे रहा था, इससे पहले घर्षण ने कताई रोटर को धीमा कर दिया था।

व्यावसायीकरण
1860 के दशक में, बिजली की मोटरों के आगमन ने जाइरोस्कोप को अनिश्चित काल तक घूमना संभव बना दिया; इसने पहले प्रोटोटाइप हेडिंग इंडिकेटर्स और एक अधिक जटिल डिवाइस, जाइरोकोमपास को जन्म दिया। 1904 में जर्मन आविष्कारक हरमन अंसचुट्ज़-केम्फे द्वारा पहले कार्यात्मक gyrocompass का पेटेंट कराया गया था। अमेरिकी एल्मर स्पेरी ने उस वर्ष बाद में अपने स्वयं के डिजाइन के साथ पीछा किया, और अन्य राष्ट्रों ने जल्द ही आविष्कार के सैन्य महत्व को महसूस किया - एक ऐसे युग में जिसमें नौसैनिक कौशल सैन्य शक्ति का सबसे महत्वपूर्ण उपाय था - और अपने स्वयं के जाइरोस्कोप उद्योगों का निर्माण किया। स्पेरी जाइरोस्कोप कंपनी ने विमान और नौसेना स्टेबलाइजर्स भी प्रदान करने के लिए तेजी से विस्तार किया, और अन्य जाइरोस्कोप डेवलपर्स ने इसका अनुसरण किया। 1917 में, इंडियानापोलिस की चांडलर कंपनी ने चैंडलर जाइरोस्कोप बनाया, जो एक पुल स्ट्रिंग और कुरसी के साथ एक खिलौना जाइरोस्कोप था। 1982 में TEDCO Inc. द्वारा कंपनी को खरीदे जाने तक चैंडलर ने खिलौने का उत्पादन जारी रखा। चैंडलर खिलौना आज भी TEDCO द्वारा निर्मित है। 20वीं शताब्दी के पहले कई दशकों में, अन्य अन्वेषकों ने एक स्थिर प्लेटफॉर्म बनाकर शुरुआती उड़ान रिकॉर्डर नौवहन प्रणालियों के आधार के रूप में जाइरोस्कोप का उपयोग करने का प्रयास (असफल) किया, जिससे सटीक त्वरण मापन किया जा सके (स्टार की आवश्यकता को बायपास करने के लिए) स्थिति की गणना करने के लिए देखा गया)। इसी तरह के सिद्धांतों को बाद में बैलिस्टिक मिसाइलों के लिए जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली के विकास में नियोजित किया गया था। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, जाइरोस्कोप विमान और विमान-विरोधी बंदूक स्थलों के लिए प्रमुख घटक बन गया। युद्ध के बाद, निर्देशित मिसाइलों और हथियार नेविगेशन प्रणालियों के लिए जाइरोस्कोप को छोटा करने की दौड़ के परिणामस्वरूप तथाकथित मिडगेट जाइरोस्कोप का विकास और निर्माण हुआ, जिसका वजन कम था 3 oz और इसका व्यास लगभग था 1 in. इनमें से कुछ छोटे जाइरोस्कोप 10 सेकंड से भी कम समय में 24,000 चक्कर प्रति मिनट की गति तक पहुँच सकते हैं। जाइरोस्कोप एक इंजीनियरिंग चुनौती बनी हुई है। उदाहरण के लिए, एक्सल बियरिंग्स को बेहद सटीक होना चाहिए। बीयरिंगों में घर्षण की एक छोटी मात्रा जानबूझकर पेश की जाती है, क्योंकि अन्यथा सटीकता से बेहतर है $$10^{-7}$$ एक इंच (2.5 एनएम) की आवश्यकता होगी। पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे टैबलेट (कंप्यूटर) में तीन-अक्ष एमईएमएस-आधारित जाइरोस्कोप का भी उपयोग किया जा रहा है। स्मार्टफोन्स, और स्मार्ट घड़ी। यह पिछली पीढ़ी के उपकरणों पर उपलब्ध 3-अक्ष त्वरण संवेदन क्षमता को जोड़ता है। साथ में ये सेंसर 6 घटक गति संवेदन प्रदान करते हैं; एक्स, वाई, और जेड आंदोलन के लिए एक्सेलेरोमीटर, और अंतरिक्ष में रोटेशन की सीमा और दर (रोल, पिच और यव) को मापने के लिए जाइरोस्कोप। कुछ उपकरण अतिरिक्त रूप से पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के सापेक्ष पूर्ण कोणीय माप प्रदान करने के लिए एक चुंबकत्वमापी शामिल करें। नई वाइब्रेटिंग संरचना जाइरोस्कोप#MEMS जाइरोस्कोप|MEMS-आधारित जड़त्वीय मापन इकाइयां एक एकीकृत सर्किट पैकेज में संवेदन के सभी नौ अक्षों तक को शामिल करती हैं, जो सस्ती और व्यापक रूप से उपलब्ध गति संवेदन प्रदान करती हैं।

जाइरोस्कोपिक सिद्धांत = सभी कताई वस्तुओं में जाइरोस्कोपिक गुण होते हैं। किसी जाइरोस्कोपिक गति में किसी वस्तु का अनुभव करने वाले मुख्य गुण अक्षीय समानता और पुरस्सरण हैं।

अंतरिक्ष में कठोरता
अंतरिक्ष में कठोरता इस सिद्धांत का वर्णन करती है कि एक जाइरोस्कोप उस तल पर स्थिर स्थिति में रहता है जिसमें वह घूमता है, पृथ्वी के घूर्णन से अप्रभावित रहता है। उदाहरण के लिए, एक बाइक का पहिया। जाइरोस्कोप के शुरुआती रूपों (तब नाम से ज्ञात नहीं) का उपयोग सिद्धांत को प्रदर्शित करने के लिए किया गया था। 

रियायत
प्रीसेशन का एक साधारण मामला, जिसे स्थिर प्रीसेशन के रूप में भी जाना जाता है, को मोमेंट के निम्नलिखित संबंध द्वारा वर्णित किया जा सकता है:

$$\sum M_x = -I{\phi'}^2 \sin\theta \cos\theta +I_z\phi' \sin\theta(\phi' \cos\theta + \psi' ) $$ कहां $$\phi'$$ अग्रगमन का प्रतिनिधित्व करता है,  $$\psi'$$ स्पिन द्वारा दर्शाया गया है, $$\theta$$ नटेशन कोण है, और $$I$$ अपने संबंधित अक्ष के साथ जड़ता का प्रतिनिधित्व करता है। यह संबंध केवल तभी मान्य होता है जब Y और Z अक्षों के अनुदिश क्षण 0 के बराबर हों।

समीकरण को और कम किया जा सकता है यह ध्यान में रखते हुए कि जेड-अक्ष के साथ कोणीय वेग प्रीसेशन और स्पिन के योग के बराबर है: $$\omega_z = \phi' \cos \theta + \psi'$$, कहां $$\omega_z $$ z अक्ष के साथ कोणीय वेग का प्रतिनिधित्व करता है।

$$\sum M_x = -I{\psi'}^2 \sin \theta \cos \theta + I_z \psi' (\sin\theta)\omega_z $$ या

$$\sum M_x = \psi' \sin \theta (I_z\omega_z-I\psi' \cos \theta)$$ जाइरोस्कोपिक प्रीसेशन टॉर्क से प्रेरित है। कोणीय गति और कोणीय वेग के परिवर्तन की दर के रूप में वर्णित है जो एक ही लागू टोक़ द्वारा उत्पादित किया गया था। यह भौतिक घटना प्रतीत होने वाली असंभव गतिशील घटनाओं में परिणत होती है। उदाहरण के लिए, एक शीर्ष (खिलौना)। इस जाइरोस्कोपिक प्रक्रिया का कई एयरोस्पेस परिस्थितियों में लाभ उठाया जाता है, जैसे कि हवाई जहाज और हेलीकॉप्टर उन्हें वांछित अभिविन्यास में मार्गदर्शन करने में मदद करते हैं।

स्टीडिकैम
तेज बाइक चेस के लिए बैकग्राउंड प्लेट्स को फिल्माने के लिए अतिरिक्त स्थिरीकरण के लिए दो जाइरोस्कोप के संयोजन में जेडी की वापसी के फिल्मांकन के दौरान एक steadicam रिग को नियोजित किया गया था। स्टीडिकैम के आविष्कारक गैरेट ब्राउन ने शॉट को संचालित किया, एक रेडवुड फ़ॉरेस्ट के माध्यम से चलते हुए, प्रति सेकंड एक फ्रेम पर कैमरा चला रहा था। जब 24 फ्रेम प्रति सेकंड पर प्रक्षेपित किया गया, तो इसने खतरनाक गति से हवा के माध्यम से उड़ने का आभास दिया।

हेडिंग इंडिकेटर
हेडिंग इंडिकेटर या डायरेक्शनल जाइरो में रोटेशन की एक धुरी होती है जो उत्तर की ओर इशारा करते हुए क्षैतिज रूप से सेट होती है। चुंबकीय कंपास के विपरीत, यह उत्तर की तलाश नहीं करता है। उदाहरण के लिए, जब एक हवाई जहाज में इस्तेमाल किया जा रहा है, तो यह धीरे-धीरे उत्तर से दूर चला जाएगा और एक संदर्भ के रूप में एक चुंबकीय कंपास का उपयोग करके समय-समय पर पुन: उन्मुख होने की आवश्यकता होगी।

जाइरोकोमपास
एक दिशात्मक जाइरो या हेडिंग इंडिकेटर के विपरीत, एक जाइरोकोमपास उत्तर की ओर जाता है। यह अपनी धुरी के बारे में पृथ्वी के घूमने का पता लगाता है और चुंबकीय उत्तर के बजाय सही उत्तर की तलाश करता है। Gyrocompasses में आमतौर पर अचानक आंदोलन से पुन: अंशांकन करते समय ओवरशूट को रोकने के लिए अंतर्निहित भिगोना होता है।

एक्सेलेरोमीटर
किसी वस्तु के त्वरण का निर्धारण करके और समय के साथ एकीकृत करके, वस्तु के वेग की गणना की जा सकती है। फिर से एकीकरण, स्थिति निर्धारित की जा सकती है। सरलतम एक्सेलेरोमीटर एक वजन है जो क्षैतिज रूप से स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र है, जो वसंत में तनाव को मापने के लिए एक वसंत और एक उपकरण से जुड़ा हुआ है। वजन को पीछे धकेलने और वजन को बढ़ने से रोकने के लिए आवश्यक बल को मापने के लिए एक प्रतिकारी बल की शुरुआत करके इसे बेहतर बनाया जा सकता है। एक अधिक जटिल डिजाइन में एक जाइरोस्कोप होता है जिसमें एक अक्ष पर भार होता है। डिवाइस वजन द्वारा उत्पन्न बल पर प्रतिक्रिया करेगा जब इसे तेज किया जाता है, उस बल को एक वेग उत्पन्न करने के लिए एकीकृत करके।

जाइरोस्टेट
जाइरोस्टेट एक ठोस आवरण में छुपा हुआ एक विशाल चक्का होता है। एक मेज पर इसका व्यवहार, या निलंबन या समर्थन के विभिन्न तरीकों के साथ, तेजी से घुमाए जाने पर आंतरिक अदृश्य चक्का के जाइरोस्टेटिक व्यवहार के कारण स्थिर संतुलन के सामान्य कानूनों के जिज्ञासु उत्क्रमण को चित्रित करने का कार्य करता है। लॉर्ड केल्विन द्वारा पहले जाइरोस्टैट को एक कताई शरीर की गति की अधिक जटिल स्थिति का वर्णन करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जब एक क्षैतिज विमान पर घूमने के लिए स्वतंत्र था, जैसे कि फुटपाथ पर एक शीर्ष कताई, या सड़क पर एक साइकिल। केल्विन ने पदार्थ और ईथर की लोच के यांत्रिक सिद्धांतों को विकसित करने के लिए जाइरोस्टैट्स का भी उपयोग किया।  लॉर्ड केल्विन के विचारों के आधार पर आधुनिक सातत्य यांत्रिकी में इन मॉडलों की एक किस्म है। वे एक विशिष्ट प्रकार के कोसेराट सिद्धांतों का प्रतिनिधित्व करते हैं (पहली बार यूजीन कोसेराट और फ्रांकोइस कोसेराट द्वारा सुझाया गया), जिसका उपयोग कृत्रिम रूप से बनाई गई स्मार्ट सामग्री के साथ-साथ अन्य जटिल मीडिया के वर्णन के लिए किया जा सकता है। उनमें से एक, तथाकथित केल्विन माध्यम, में क्वासिमैग्नेटोस्टैटिक्स के सन्निकटन में चुंबकीय संतृप्ति की स्थिति के पास चुंबकीय इन्सुलेटर के समान समीकरण हैं। आधुनिक समय में, जाइरोस्टेट अवधारणा का उपयोग अंतरिक्ष यान और उपग्रहों की परिक्रमा के लिए रवैया नियंत्रण प्रणाली के डिजाइन में किया जाता है। उदाहरण के लिए, मीर अंतरिक्ष स्टेशन में आंतरिक रूप से घुड़सवार चक्का के तीन जोड़े थे जिन्हें जाइरोडाइन्स या कंट्रोल मोमेंट गायरोस के रूप में जाना जाता है। भौतिकी में, ऐसी कई प्रणालियाँ हैं जिनके गतिशील समीकरण जाइरोस्टेट की गति के समीकरणों के समान हैं। उदाहरणों में एक ठोस पिंड शामिल है जिसमें एक गुहा है जो एक अदृश्य, असंपीड्य, सजातीय तरल से भरा है, इलास्टिका सिद्धांत में तनावग्रस्त इलास्टिक रॉड का स्थैतिक संतुलन विन्यास, एक गैर-रैखिक माध्यम से फैलने वाली एक हल्की नाड़ी की ध्रुवीकरण गतिकी, कैओस थ्योरी में लॉरेंज सिस्टम, और पेनिंग ट्रैप मास स्पेक्ट्रोमीटर में आयन की गति।

एमईएमएस जाइरोस्कोप
एक माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम (एमईएमएस) जाइरोस्कोप इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में पाया जाने वाला एक छोटा आकार का जाइरोस्कोप है। यह फौकॉल्ट पेंडुलम का विचार लेता है और एक कंपन तत्व का उपयोग करता है। इस तरह के जाइरोस्कोप का उपयोग पहली बार सैन्य अनुप्रयोगों में किया गया था, लेकिन तब से इसे व्यावसायिक उपयोग बढ़ाने के लिए अपनाया गया है।

एचआरजी
अर्धगोल गुंजयमान जाइरोस्कोप (HRG), जिसे वाइन-ग्लास गायरोस्कोप भी कहा जाता है या मशरूम जाइरो, एक पतले ठोस-राज्य गोलार्द्ध के खोल का उपयोग करता है, जो एक मोटे तने से जुड़ा होता है। यह खोल इलेक्ट्रोड द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों द्वारा एक फ्लेक्सुरल अनुनाद के लिए संचालित होता है जो सीधे खोल के चारों ओर अलग-अलग फ़्यूज्ड-क्वार्ट्ज संरचनाओं पर जमा होते हैं। जाइरोस्कोपिक प्रभाव फ्लेक्सुरल स्टैंडिंग तरंगों की जड़त्वीय संपत्ति से प्राप्त होता है।

वीएसजी या सीवीजी
एक कंपन संरचना जाइरोस्कोप (वीएसजी), जिसे कोरिओलिस वाइब्रेटरी गायरोस्कोप (सीवीजी) भी कहा जाता है, विभिन्न धातु मिश्र धातुओं से बने गुंजयमान यंत्र का उपयोग करता है। यह कम सटीकता, कम लागत वाले एमईएमएस जाइरोस्कोप और उच्च सटीकता और उच्च लागत वाले फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप के बीच एक स्थान लेता है। तापमान पर निर्भर बहाव और नियंत्रण संकेतों की अस्थिरता को कम करने के लिए कम-आंतरिक डंपिंग सामग्री, गुंजयमान वैक्यूमकरण, और डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके सटीकता पैरामीटर बढ़ाए जाते हैं। उच्च गुणवत्ता वाली कंपन संरचना जाइरोस्कोप # वाइन ग्लास रेज़ोनेटर | वाइन-ग्लास रेज़ोनेटर एचआरजी जैसे सटीक सेंसर के लिए उपयोग किए जाते हैं।

डीटीजी
डायनेमिकली ट्यून्ड जाइरोस्कोप (डीटीजी) एक रोटर है जिसे फ्लेक्सचर पिवोट्स के साथ एक सार्वभौमिक जोड़ द्वारा निलंबित किया जाता है। वंक वसंत कठोरता स्पिन दर से स्वतंत्र है। हालांकि, जिम्बल से गतिशील जड़ता (जाइरोस्कोपिक प्रतिक्रिया प्रभाव से) स्पिन गति के वर्ग के आनुपातिक नकारात्मक वसंत कठोरता प्रदान करती है (हॉवे और सेवेट, 1964; लॉरेंस, 1998)। इसलिए, एक विशेष गति पर, जिसे ट्यूनिंग गति कहा जाता है, दो क्षण एक दूसरे को रद्द करते हैं, रोटर को टोक़ से मुक्त करते हैं, एक आदर्श जाइरोस्कोप के लिए एक आवश्यक शर्त।

रिंग लेजर जाइरोस्कोप
एक रिंग लेज़र जाइरोस्कोप दो अलग-अलग बीमों में विभाजित एक बीम के शिफ्टिंग इंटरफेरेंस पैटर्न को मापकर रोटेशन को मापने के लिए सग्नैक प्रभाव पर निर्भर करता है जो विपरीत दिशाओं में रिंग के चारों ओर यात्रा करता है।

1983 में जब [[बोइंग 757]]-200 ने सेवा में प्रवेश किया, तो यह पहले उपयुक्त रिंग लेजर जाइरोस्कोप से सुसज्जित था। इस जाइरोस्कोप को विकसित होने में कई साल लग गए, और हनीवेल और बोइंग के इंजीनियरों और प्रबंधकों द्वारा उत्पादन के लिए तैयार माने जाने से पहले प्रायोगिक मॉडल कई बदलावों से गुजरे। यह यांत्रिक जाइरोस्कोप के साथ प्रतिस्पर्धा का परिणाम था, जिसमें सुधार होता रहा। सभी कंपनियों में से हनीवेल ने लेजर जाइरो को विकसित करने का कारण यह बताया कि केवल वे ही ऐसी थीं जिनके पास यांत्रिक जाइरोस्कोप की एक सफल श्रृंखला नहीं थी, इसलिए वे खुद के खिलाफ प्रतिस्पर्धा नहीं करेंगे। उन्हें हल करने वाली पहली समस्या यह थी कि लॉक-इन नामक एक समस्या के कारण एक निश्चित न्यूनतम से कम लेजर गायरोस रोटेशन के साथ बिल्कुल भी पता नहीं लगाया जा सकता था, जिससे दो बीम युग्मित ऑसिलेटर की तरह कार्य करते हैं और एक दूसरे की आवृत्तियों को अभिसरण की ओर खींचते हैं और इसलिए शून्य आउटपुट। इसका उपाय यह था कि जाइरो को तेजी से हिलाया जाए ताकि वह लॉक-इन में कभी न बसे। विरोधाभासी रूप से, बहुत नियमित रूप से ड्रिथरिंग मोशन ने लॉक-इन की छोटी अवधि के संचय का उत्पादन किया जब डिवाइस अपने हिलाने की गति के चरम पर आराम कर रहा था। कंपन के लिए एक यादृच्छिक सफेद शोर लगाने से यह ठीक हो गया। ब्लॉक की सामग्री भी हीलियम लीक के कारण ओवेन्स कॉर्निंग द्वारा बनाई गई क्वार्ट्ज से एक नए ग्लास सिरेमिक सेर-विट में बदल दी गई थी।

फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप
एक [[फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप]] यांत्रिक घुमाव का पता लगाने के लिए प्रकाश के हस्तक्षेप का भी उपयोग करता है। स्प्लिट बीम के दो भाग 5 किमी तक लंबे फ़ाइबर ऑप्टिक केबल के कॉइल में विपरीत दिशाओं में यात्रा करते हैं। रिंग लेजर जाइरोस्कोप की तरह, यह सग्नाक प्रभाव का उपयोग करता है।

लंदन पल
एक लंदन मोमेंट जाइरोस्कोप क्वांटम-मैकेनिकल घटना पर निर्भर करता है, जिससे एक कताई सुपरकंडक्टर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जिसकी धुरी जाइरोस्कोपिक रोटर के स्पिन अक्ष के साथ बिल्कुल ऊपर की ओर होती है। एक मैग्नेटोमीटर उत्पन्न क्षेत्र के उन्मुखीकरण को निर्धारित करता है, जो रोटेशन के अक्ष को निर्धारित करने के लिए प्रक्षेप है। इस प्रकार के जाइरोस्कोप बेहद सटीक और स्थिर हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, ग्रेविटी प्रोब बी प्रयोग में इस्तेमाल किए गए लोगों ने जाइरोस्कोप स्पिन अक्ष अभिविन्यास में परिवर्तन को चाप के 0.5 मिनट (1.4) से बेहतर मापा डिग्री, या के बारे में $2.4 radians$) एक वर्ष की अवधि में। यह एक कोणीय पृथक्करण के बराबर है, जिससे देखे जाने वाले मानव बाल की चौड़ाई 32 km दूर। जीपी-बी जाइरो में फ्यूज्ड क्वार्ट्ज से बनी जड़त्व#घूर्णी समरूपता का लगभग पूर्ण गोलाकार आघूर्ण होता है, जो नाइओबियम सुपरकंडक्टिंग सामग्री की एक पतली परत के लिए ढांकता हुआ सपोर्ट प्रदान करता है। पारंपरिक बीयरिंगों में पाए जाने वाले घर्षण को खत्म करने के लिए, रोटर असेंबली को छह इलेक्ट्रोड से विद्युत क्षेत्र द्वारा केंद्रित किया जाता है। हीलियम के एक जेट द्वारा प्रारंभिक स्पिन-अप के बाद जो रोटर को प्रति मिनट 4,000 चक्कर लगाता है, रोटर पर ड्रैग को और कम करने के लिए पॉलिश गायरोस्कोप हाउसिंग को अल्ट्रा-हाई वैक्यूम में खाली कर दिया जाता है। बशर्ते निलंबन इलेक्ट्रॉनिक्स संचालित रहे, अत्यधिक घूर्णी समरूपता, घर्षण की कमी और कम ड्रैग रोटर के कोणीय गति को लगभग 15,000 वर्षों तक घूमते रहने की अनुमति देगा। एक संवेदनशील SQUID#DC SQUID जो एक क्वांटम या लगभग 2 के रूप में छोटे परिवर्तनों में भेदभाव कर सकता है Wb, जाइरोस्कोप की निगरानी के लिए प्रयोग किया जाता है। रोटर के उन्मुखीकरण में एक पुरस्सरण, या झुकाव, लंदन पल चुंबकीय क्षेत्र को आवास के सापेक्ष स्थानांतरित करने का कारण बनता है। मूविंग फील्ड हाउसिंग से जुड़े सुपरकंडक्टिंग पिकअप लूप से होकर गुजरता है, जिससे एक छोटा विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। वर्तमान एक शंट प्रतिरोध में वोल्टेज उत्पन्न करता है, जिसे माइक्रोप्रोसेसर द्वारा गोलाकार निर्देशांक में हल किया जाता है। सिस्टम को रोटर पर लोरेंत्ज़ टॉर्क को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

हेलीकाप्टर
हेलिकॉप्टर का मुख्य रोटर जाइरोस्कोप की तरह काम करता है। इसकी गति जाइरोस्कोपिक प्रीसेशन के सिद्धांत से प्रभावित होती है, जो कि अवधारणा है कि कताई वस्तु पर लागू बल की अधिकतम प्रतिक्रिया लगभग 90 डिग्री बाद में होगी। प्रतिक्रिया 90 डिग्री से भिन्न हो सकती है जब अन्य मजबूत बल खेल में हों। दिशा बदलने के लिए, हेलीकाप्टरों को पिच कोण और हमले के कोण को समायोजित करना चाहिए।

गायरो एक्स
गायरो एक्स प्रोटोटाइप वाहन 1967 में एलेक्स ट्रेमुलिस और थॉमस समर्स द्वारा बनाया गया था। कार ने दो पहियों पर ड्राइव करने के लिए जाइरोस्कोपिक प्रीसेशन का उपयोग किया। वाहन के हुड के नीचे एक जिम्बल हाउसिंग में लगे चक्का से बनी असेंबली एक बड़े जाइरोस्कोप के रूप में काम करती है। चक्का हाइड्रोलिक पंपों द्वारा वाहन पर जाइरोस्कोपिक प्रभाव पैदा करके घुमाया गया था। वाहन के असंतुलन के कारण किसी भी बल का प्रतिकार करने के लिए पूर्ववर्ती बल की दिशा बदलने के लिए जाइरोस्कोप को घुमाने के लिए एक पूर्ववर्ती राम जिम्मेदार था। अपनी तरह का अनूठा प्रोटोटाइप अब टेनेसी के नैशविले में लेन मोटर संग्रहालय में है।

उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स


कम्पास, विमान, कंप्यूटर पॉइंटिंग डिवाइस आदि में उपयोग किए जाने के अलावा, जाइरोस्कोप को उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में पेश किया गया है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में जाइरोस्कोप का पहला उपयोग या अनुप्रयोग Apple iPhone में स्टीव जॉब्स द्वारा लोकप्रिय किया गया था।

चूंकि जाइरोस्कोप अभिविन्यास और रोटेशन की गणना की अनुमति देता है, डिजाइनरों ने उन्हें आधुनिक तकनीक में शामिल किया है। जाइरोस्कोप के एकीकरण ने कई स्मार्टफोन के भीतर पिछले एकमात्र accelerometer की तुलना में 3डी स्पेस के भीतर गति की अधिक सटीक पहचान की अनुमति दी है। अधिक मजबूत दिशा- और गति-संवेदन के लिए उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में जाइरोस्कोप को अक्सर एक्सेलेरोमीटर के साथ जोड़ा जाता है। ऐसे अनुप्रयोगों के उदाहरणों में सैमसंग गैलेक्सी नोट 4 जैसे स्मार्टफोन शामिल हैं, एचटीसी टाइटन, नेक्सस 5, आई फ़ोन 5 एस, नोकिया 808 पूर्वावलोकन और सोनी एक्सपेरिया, सिहाक्स और Wii रिमोट जैसे गेम कंसोल बाह्य उपकरणों, और ओकुलस रिफ्ट CV1 जैसे आभासी वास्तविकता सेट। Nintendo ने [[Wii MotionPlus]] नामक हार्डवेयर के एक अतिरिक्त टुकड़े द्वारा Wii कंसोल के Wii रिमोट कंट्रोलर में जाइरोस्कोप को एकीकृत किया है। यह 3DS, Wii U गेमपैड और Nintendo स्विच जोय-कॉन नियंत्रकों में भी शामिल है, जो मुड़ने और हिलाने पर गति का पता लगाते हैं।

क्रूज शिप सेल्फ-लेवलिंग पूल टेबल जैसे गति-संवेदनशील उपकरणों को समतल करने के लिए जाइरोस्कोप का उपयोग करते हैं। साइकिल के पहिए में डाला गया एक बिजली से चलने वाला चक्का जाइरोस्कोप प्रशिक्षण पहियों के विकल्प के रूप में बेचा जाता है। एंड्रॉइड फोन की कुछ विशेषताएं जैसे फोटोस्फेयर या 360 कैमरा और वीआर गैजेट का उपयोग फोन में जाइरोस्कोप सेंसर के बिना काम नहीं करता है।

यह भी देखें

 * एरोट्रिम
 * एक्सेलेरोमीटर
 * एंटी-रोलिंग जाइरो
 * मनोवृत्ति सूचक
 * बैलेंसिंग मशीन
 * काउंटर स्टीयरिंग
 * यूलर कोण
 * एरिक लैथवेट
 * जाइरोकार
 * चारों ओर मोनोरेल
 * जाइरोस्कोपिक व्यायाम उपकरण
 * जड़त्वीय माप की इकाई
 * मैग्नेटोमीटर
 * आणविक जाइरोस्कोप
 * प्रतिक्रिया चक्र
 * लकीरें
 * कठोर शरीर की गतिशीलता
 * मुड़ें और बैंक संकेतक
 * समन्वयक बनें
 * स्टेबलाइजर (जहाज)

आगे की पढाई

 * Felix Klein and Arnold Sommerfeld, "Über die Theorie des Kreisels" (Tr., About the theory of the gyroscope). Leipzig, Berlin, B.G. Teubner, 1898–1914. 4 v. illus. 25 cm.
 * Audin, M. Spinning Tops: A Course on Integrable Systems. New York: Cambridge University Press, 1996.
 * Crabtree, H. "An Elementary Treatment of the Theory of Spinning Tops and Gyroscopic Motion". Longman, Green and C), 1909. Reprinted by Michigan Historical Reprint Series.
 * Proceedings of Anniversary Workshop on Solid-State Gyroscopy, 19–21 May 2008. Yalta, Ukraine. Kyiv-Kharkiv. ATS of Ukraine, ISBN 978-976-0-25248-5 (2009)
 * E. Leimanis (1965). The General Problem of the Motion of Coupled Rigid Bodies about a Fixed Point. (Springer, New York).
 * Perry J. "Spinning Tops". London Society for Promoting Christian Knowledge, 1870. Reprinted by Project Gutemberg ebook, 2010.
 * Walter Wrigley, Walter M. Hollister, and William G. Denhard (1969). Gyroscopic Theory, Design, and Instrumentation. (MIT Press, Cambridge, MA).
 * Provatidis, C. G. (2012). Revisiting the Spinning Top, International Journal of Materials and Mechanical Engineering, Vol. 1, No. 4, pp. 71–88, open access at Ijm-me.org (ISSN Online: 2164-280X, ISSN Print: 2162-0695).
 * Cooper, Donald & University of Western Australia. Dept. of Mechanical and Materials Engineering 1996, An investigation of the application of gyroscopic torque in the acceleration and retardation of rotating systems.

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 * कोणीय गति
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बाहरी कड़ियाँ

 * The Royal Institution's 1974–75 Christmas Lecture Professor Eric Laithwaite
 * One-Wheeled Robot-Gyrostat by Olga Kapustina and Yuri Martynenko Wolfram Demonstrations Project
 * Apostolyuk V. Theory and Design of Micromechanical Vibratory Gyroscopes