ジャイロスコープ
こまのような回転のかわりに棒やリングの振動を用いた方式である。振動する物体に加わるコリオリの力から角速度を検出する。回転型のようなモーターやベアリングなどの複数の部品を必要としないため信頼性が高い。自動車の横滑り防止機構、カメラの手ぶれ補正機構、カーナビゲーション、スマートフォン、ゲーム機などに用いられている。構造上、小型化、大量生産に適しており、MEMSによって搭載される事例が拡大しつつある。
構造の種類
音叉型
音片(横振動細棒、ビーム)型
リング型
プレート型
駆動方式
静電引力
逆圧電効果
電磁力
検出方式
静電容量型 - 櫛型に並べられた電極間の静電容量を検出する
圧電型 - 圧電効果によって発生した電荷を検出する
ピエゾ型 - ピエゾ抵抗効果による抵抗の変化を検知する
電磁型 - 磁束を横切る回路に発生する誘起起電力によって検出する
光学式
こまを利用するものを発明したのは1817年ドイツのヨハン・ボーネンベルガー(英語版)で、1832年にウォルター・R・ジョンソンが「ロタスコープ (rotascope)」と名付けた。1836年、スコットランドの数学者エドワード・サング(英語版)が地球の自転の検出に使うことを提言した。その後、1852年にフランスのレオン・フーコーが地球の自転を証明しようと実験した際に呼んだ「ジャイロスコープ」の方が一般に広まったため、フーコーの発明品だとする記述もあるが、彼が発明したのはあくまで「名称」である。地球の自転の検出の方は製作技術の不足で失敗に終わった。ジャイロスコープが実用に至ったのは後の研究者によるもので、1865年頃の実験器具カタログに記載が見られる。ジャイロスコープのメカニズムに加えて、ジャイロモーメントによって常に一定の方位を示すような仕組みのあるジャイロコンパスができたのは1908年である。
20世紀には、こま以外の各種の方式(次節)が発明された。
光ファイバーを巻き、それぞれの端面にレーザー光をスプリットして挿入する。巻いた面と垂直な軸方向を中心に角速度が加わると、相対論的効果により、分離された光に光路差が生じる(サニャック効果)。この光路差により分離された二つの光の間に位相差が生じる。この位相差を検出することにより、角速度を得る。
光ファイバーの長さと巻き半径などにより性能が決まる。使用する光ファイバーは通信用ではなくジャイロ専用である。
レーザー発光素子の寿命、発光素子とファイバーの接点劣化、温度変化に敏感であること、リングレーザージャイロよりも低精度であることが欠点ではあるが、小型であるため用いられることが増えている。温度制御を行うことで性能(安定性)の向上が図れる。
ジャイロスコープ(英: gyroscope)とは、物体の角度(姿勢)や角速度あるいは角加速度を検出する計測器ないし装置。ジャイロ、またはジャイロセンサと呼ばれることもある)。