使用陀螺仪芯片测量角速度时,它是否位于旋转中心是否重要?
我在网上看到它没有太多解释它应该放在中心,但是在我的物理入门课程中,我了解到刚体上每个点的角速度都是相同的。维基百科似乎在Angular velocity的最后一部分证实了这一点,但我不确定我是否正确解释了它。
我预计在陀螺仪测量中通常会有一些加速度项的非理想耦合——这是主要问题吗?
我有什么明显的遗漏吗?
使用陀螺仪芯片测量角速度时,它是否位于旋转中心是否重要?
我在网上看到它没有太多解释它应该放在中心,但是在我的物理入门课程中,我了解到刚体上每个点的角速度都是相同的。维基百科似乎在Angular velocity的最后一部分证实了这一点,但我不确定我是否正确解释了它。
我预计在陀螺仪测量中通常会有一些加速度项的非理想耦合——这是主要问题吗?
我有什么明显的遗漏吗?
我只是通过“思考”来检查这一点,并注意到,对于理想的刚体(!),放置它的位置并不重要。
我只是想象这样的:
您可能想要测量某物的方向/位置(例如飞机的机翼或四轴飞行器的“机身”)。所以陀螺仪应该固定在那个位置。
PS:感谢您指出我这个问题。这对我有很大帮助(需要那些传感器进行研究)。
是的,这是有原因的。例如,考虑飞机的俯仰角。如果平面向上倾斜 20 度,则平面中心的角度为 20 度。如果陀螺仪安装在机头……仍然是 20 度。整个平面向上倾斜 20 度,因此在哪里测量它并不重要。所以这导致许多人断言安装点无关紧要。
但是,请注意,当陀螺仪在中心时,它一直在承受 1g,与俯仰无关。如果陀螺仪在机头中,它在俯仰时会受到正 g 力,在飞机向下俯仰时会受到负 g 力。由于较小的不对称性,陀螺仪通常对重力和振动都有一定的敏感性。
以 Analog Devices 的此应用笔记为例: http ://www.analog.com/media/en/technical-documentation/technical-articles/MS-2158.pdf
据此,廉价陀螺仪(以及模型飞机中的任何东西都会“便宜”)的g灵敏度可以约为0.3度/秒/G。好吧,这不是很多。如果您的飞机机头在 0.5 秒内上仰 20 度时经历 3g(这似乎是一个相当剧烈的颠簸),那么旋转为 40 度/秒,由于 g 灵敏度导致的误差项将是 3g * 0.3 或大约1度/秒。那只是2.5%的错误。嗯,这不是很多,但也不是微不足道的。从应用说明中可以看出,其他组件的 G 灵敏度较低。
所以底线是 - 是的,它背后有一些理论。如果您想保守一点,请将其安装在中间。但我怀疑你会注意到典型实践中的差异。此外,不同的 MEMS 组件是不同的,需要一些研究和计算才能确定在您的应用中的确切意义。