¿Es necesario colocar un giroscopio en el centro de rotación?

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Cuando se utiliza un chip de giro para medir la velocidad angular, ¿importa si está ubicado en el centro de rotación?

Lo he visto mencionado en línea sin mucha explicación de que debería colocarse en el centro, pero en mis cursos introductorios de física aprendí que la velocidad angular es la misma en todos los puntos de un cuerpo rígido. Wikipedia parece confirmar esto en la última sección de velocidad angular , pero no estoy seguro de que lo esté interpretando correctamente.

Espero que normalmente exista un acoplamiento no ideal de los términos de aceleración en la medición del giro: ¿es ese el problema principal?

¿Hay algo obvio que me esté perdiendo?

    
pregunta Justin

2 respuestas

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Acabo de comprobar esto "pensando" en eso y noté que, para un cuerpo rígido ideal (!), no importa dónde lo coloques.

Me lo imaginé así:

  • Tienes un giro a cada lado de un palo (ejes de los giroscopios paralelos entre sí).
  • Has girado la palanca alrededor de un extremo (por ejemplo, el eje x en 90 °).
  • Observación: los otros ejes también giran 90 ° alrededor de los mismos ejes, en la misma dirección, vistos desde el centro del otro giro.

Teoría contra práctica "Cuerpo rígido":

  1. No tendrás un cuerpo rígido ideal. Su material es al menos ligeramente flexible ...
  2. Si desea combinar datos de 2 sensores, por ejemplo, acelerómetro / giro el eje de los dos sensores debe estar apuntando en la misma dirección (o si necesita cálculos aún más sofisticados). Y este acoplamiento debe ser muy apretado, por ejemplo. no es flexible ni está girando (de lo contrario, medirás mucha basura); Regla: cuanto mayor sea la distancia, mayor será la influencia de esos efectos.

Es posible que desee medir la orientación / posición de algo (por ejemplo, las alas de un avión o el "cuerpo" del helicóptero cuádruple). Así que el giroscopio debería ser arreglado exactamente para eso.

PD: Gracias por señalarme este problema. Esto me ayuda mucho (necesito esos sensores para la investigación).

    
respondido por el SDwarfs
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Sí, hay una razón para esto. Por ejemplo, considere la inclinación de un avión. Si el plano se eleva 20 grados, entonces el ángulo en el centro del plano es de 20 grados. Si el giroscopio está montado en la nariz ... todavía 20 grados. Todo el avión está inclinado 20 grados, por lo que no importa dónde mida esto. Así que esto lleva a muchas personas a afirmar que el punto de montaje no importa.

SIN EMBARGO, observe que cuando el giroscopio está en el centro, experimenta 1 g todo el tiempo, independientemente de la inclinación. Si el giroscopio está en la nariz, experimentará una fuerza g positiva durante el lanzamiento y una fuerza negativa cuando el avión esté bajando. Típicamente, los giroscopios tendrán cierta sensibilidad tanto a la fuerza como a la vibración, debido a pequeñas asimetrías.

Considere, por ejemplo, esta nota de aplicación de Analog Devices: enlace

De acuerdo con esto, la sensibilidad g para un giroscopio barato (y cualquier cosa en un avión modelo será "barata"), puede ser de aproximadamente 0,3 grados / seg / G. Bueno, eso no es mucho. Si la nariz de su avión experimenta 3 g durante un aumento de 20 grados en 0.5 seg (lo que parece un golpe bastante violento), entonces la rotación es de 40 ° C / seg, y el término de error debido a la sensibilidad de g sería 3 g * 0,3 o aproximadamente 1 grado / seg. Eso es sólo un error del 2,5%. Bueno, eso no es mucho, pero tampoco es insignificante. Y como puede ver en la nota de la aplicación, otros componentes tienen menos sensibilidad a G.

Entonces, la conclusión es: sí, hay algo de teoría detrás. Si quieres ser conservador, móntalo en el centro. Pero dudo que noten la diferencia en la práctica típica. Además, los diferentes componentes de MEMS son diferentes, y se necesitaría un poco de investigación y cálculo para determinar el significado preciso en su aplicación.

    
respondido por el Mark Davis

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