Um giroscópio precisa ser colocado no centro de rotação?

Ao usar um chip giroscópio para medir a velocidade angular, importa se ele está localizado no centro de rotação?

Eu o vi mencionado on-line sem muita explicação de que deveria ser colocado no centro, mas em meus cursos introdutórios de física aprendi que a velocidade angular é a mesma em todos os pontos de um corpo rígido. A Wikipedia parece confirmar isso na última seção da velocidade angular , mas não tenho certeza se estou interpretando corretamente.

Espero que exista normalmente algum acoplamento não ideal dos termos de aceleração na medição do giroscópio - esse é o principal problema?

Existe algo óbvio que estou perdendo?

Eu apenas verifiquei isso "pensando" sobre isso e notei que, para um corpo rígido ideal (!), Não importa onde você o coloca.

Eu apenas imaginei isso assim:

• Você tem um giroscópio em cada lado de um bastão (eixos dos giroscópios paralelos um ao outro).
• Você girou o manche cerca de uma extremidade (por exemplo, eixo x em 90 °).
• Observação: os outros eixos também são girados 90 ° em torno dos mesmos eixos, mesma direção, vistos do centro do outro giroscópio.

Teoria vs. "Corpo rígido" prático:

1. Você não terá um corpo rígido ideal. Seu material é pelo menos um pouco flexível ...
2. Se você deseja combinar dados de 2 sensores, por exemplo, acelerômetro / giroscópio, o eixo dos dois sensores deve estar apontando na mesma direção (ou você precisa de matemática ainda mais sofisticada). E esse acoplamento deve ser muito apertado, por exemplo, não flexível ou giratório (caso contrário, você medirá muito lixo); Regra: quanto maior a distância, maior a influência desses efeitos.

Você possivelmente deseja medir a orientação / posição de algo (por exemplo, asas de um avião ou o "corpo" de um helicóptero). Portanto, o giroscópio deve ser corrigido exatamente para isso.

PS: Obrigado por me apontar para esta questão. Isso me ajuda muito (preciso desses sensores para pesquisa).

Sim, há uma razão para isso. Por exemplo, considere a inclinação de um avião. Se o avião disparar 20 graus, o ângulo no centro do avião é 20 graus. Se o giroscópio estiver montado no nariz ... ainda 20 graus. Todo o plano é inclinado 20 graus, por isso não importa onde você mede isso. Portanto, isso leva muitas pessoas a afirmar que o ponto de montagem não importa.

NO ENTANTO, observe que, quando o giroscópio está no centro, está experimentando 1g o tempo todo, independentemente da afinação. Se o giroscópio estiver no nariz, experimentará força g positiva enquanto estiver levantando e força g negativa quando o avião estiver caindo. Normalmente, os giroscópios terão alguma sensibilidade à força g e à vibração, devido a pequenas assimetrias.

Considere, por exemplo, esta nota de aplicação da Analog Devices: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/technical-articles/MS-2158.pdf

De acordo com isso, a sensibilidade g para o giroscópio barato (e qualquer coisa em um modelo de avião será "barato") pode ser de cerca de 0,3 graus / s / G. Bem, isso não é muito. Se o nariz plano sofrer 3g durante um up-pitch de 20 graus em 0,5seg (isso parece um choque violento), a rotação será de 40deg / s, e o termo de erro devido à sensibilidade g será de 3g * 0,3 ou aproximadamente 1 deg / seg. Isso é apenas 2,5% de erro. Bem, isso não é muito, mas também não é insignificante. E como você pode ver na nota de aplicação, outros componentes têm menos sensibilidade G.

Portanto, a questão é: sim, há alguma teoria por trás disso. Se você quiser ser conservador, monte-o no centro. Mas duvido que você notaria a diferença na prática típica. Além disso, diferentes componentes MEMS são diferentes, e seria preciso alguma pesquisa e cálculo para descobrir o significado preciso em seu aplicativo.