Gyroskop

Ein Gyroskop (englisch: Gyroscope) ist ein altes, aber immer noch gebräuchliches Instrument, das Anfang des 19. Jahrhunderts erfunden wurde. Es dient der Lagebestimmung auf bis zu sechs Achsen und wird auch heute noch in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Aber auch im Alltag von Nicht-Piloten und -Astronauten findet das sogenannte Kreiselinstrument in etwas abgewandelter Form Verwendung: In Smartphones und Tablets bestimmt es die genaue Position des Nutzers. Die Differenz beträgt oft nur wenige Meter. Das ist vor allem für Mobilegames wie Pokémon GO praktisch, bei denen ein genauer Standort wichtig für den Spielablauf ist.

Es gibt zwei gängige Möglichkeiten, ein Gyroskop zu befestigen. Eine davon ist die kardanische Aufhängung. Sie besteht aus zwei Drehlagern und findet vor allem in der Schifffahrt Verwendung. Liegt nicht die Position des Kreisels, sondern vor allem seine Winkelgeschwindigkeit im Fokus, spricht man von einem Gyrometer. Die Aufhängung an einer Schnur ist nicht empfehlenswert, weil sie die Genauigkeit verzerrt. Gyroskope lassen sich waagerecht, senkrecht und diagonal ausrichten.

Wie funktioniert ein Gyroskop?

Aufgebaut ist ein Gyroskop wie ein rotierender Kreisel, der sich zusätzlich in einem beweglichen Lager befindet. Die Drehrichtung des Kreisels bleibt stets gleich, sodass er sich immer wieder ausrichtet. Das ist insbesondere bei der Schifffahrt oder im Flugverkehr praktisch. Vor dem Start wird das Gyroskop an den Horizont angepasst, um dem Piloten eine Orientierung zu geben. Die zweite entscheidende Kraft des Gyroskops ist die sogenannte Präzession. Ein Drehmoment, das sich auf den Kreisel auswirkt, macht sich bemerkbar, indem sich der Kreisel im rechten Winkel zur Drehachse bewegt. Ein angetriebener Spielzeug-Kreisel fällt beispielsweise auf die Seite, anstatt sich entgegengesetzt der Achsendrehung weiterzubewegen. Das besondere am Kreiselinstrument ist, dass der Drehimpuls immer konstant bleibt, sofern der Kreisel an Ort und Stelle verweilt.

Der Nachteil des Kreiselsystems ist, dass jede noch so kleine Unwucht den Drehimpuls Stück für Stück beeinflusst und Messwerte verzerrt. Deshalb kommen heute vor allem magnetgestützte Gyroskope zum Einsatz. Sie halten den Anforderungen auch nach längerer Zeit stand.

Gyroskope in Smartphones und Tablets

Heutzutage ist das Kreiselinstrument kaum aus Smartphones und Tablets wegzudenken, denn mit seiner Hilfe arbeiten Navigationssysteme deutlich präziser. Die mobilen Geräte verfügen über zahlreiche Sensoren, die die Drehbewegung eines Gyroskops simulieren. Mit ihnen ist nicht nur eine genauere Standortbestimmung möglich, sondern sie kommen auch zum Einsatz, wenn das GPS ausfällt. Der Vorteil von GPS ist, dass es, zumindest auf dem Handy, keinen speziellen Sensor braucht, sondern hauptsächlich Daten aus dem Internet, beziehungsweise von Satelliten abruft.

Ein Gyroskop findet sich mittlerweile in fast jedem Smartphone. So auch in Modellen der „Samsung Galaxy“-Reihe und in Huawei-Handys. Darüber hinaus ist ein Gyroskop nicht Android-exklusiv, sondern existiert auch in iPhones und iPads.

« zum Glossar

Nach
Oben