Un giroscopio deve essere posizionato al centro della rotazione?

Quando si utilizza un giroscopio per misurare la velocità angolare, importa se si trova al centro della rotazione?

L'ho visto menzionato online senza molte spiegazioni sul fatto che dovrebbe essere posto al centro, ma nei miei corsi introduttivi di fisica ho imparato che la velocità angolare è la stessa in ogni punto di un corpo rigido. Wikipedia sembra confermarlo nell'ultima sezione della velocità angolare , ma non sono sicuro di interpretarlo correttamente.

Mi aspetto che ci sia normalmente un accoppiamento non ideale dei termini di accelerazione nella misurazione del giroscopio - è questo il problema principale?

C'è qualcosa di ovvio che mi manca?

Ho appena verificato ciò "pensando" a quello e ho notato che per un corpo rigido ideale (!) Non importa dove lo metti.

L'ho appena immaginato così:

• Hai un giroscopio su ciascun lato di un bastone (gli assi dei giroscopi paralleli tra loro).
• L'asta è stata ruotata di circa un'estremità (ad es. Asse x di 90 °).
• Osservazione: anche gli altri assi vengono ruotati di 90 ° attorno agli stessi assi, stessa direzione, visti dal centro dell'altro giroscopio.

Teoria vs. Pratica "Corpo rigido":

1. Non avrai un corpo rigido ideale. Il tuo materiale è almeno leggermente flessibile ...
2. Se si desidera combinare i dati di 2 sensori, ad es. Accelerometro / giroscopio, l'asse dei due sensori deve puntare nella stessa direzione (o è necessario un calcolo matematico ancora più sofisticato). E questo accoppiamento dovrebbe essere molto stretto, ad esempio non flessibile o oscillante (altrimenti misurerai molta spazzatura); Regola: maggiore è la distanza maggiore è l'influenza di quegli effetti.

Probabilmente vuoi misurare l'orientamento / posizione di qualcosa (ad es. Ali di un piano o "corpo" dell'elicottero quad). Quindi il giroscopio dovrebbe essere fissato esattamente a questo.

PS: Grazie per avermi indicato questo problema. Questo mi aiuta molto (servono quei sensori per la ricerca).

Sì, c'è una ragione per questo. Ad esempio, considera il tono di un aeroplano. Se il piano si inclina di 20 gradi, l'angolo al centro del piano è di 20 gradi. Se il giroscopio è montato nel naso ... ancora 20 gradi. L'intero piano è inclinato di 20 gradi, quindi non importa dove lo misurate. Quindi questo porta molte persone ad affermare che il punto di montaggio non ha importanza.

TUTTAVIA, notate che quando il giroscopio è al centro, sperimenta sempre 1 g, indipendentemente dal pitch-up. Se il giroscopio è nel naso, sperimenterà una forza g positiva mentre si inclina e una forza g negativa quando l'aereo sta declinando. In genere i giroscopi avranno una certa sensibilità sia alla forza g che alle vibrazioni, a causa di asimmetrie minori.

Consideriamo ad esempio questa nota applicativa di Analog Devices: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/technical-articles/MS-2158.pdf

In base a ciò, la sensibilità g per il giroscopio economico (e qualsiasi cosa in un aereo modello sarà "economica"), può essere di circa 0,3 gradi / sec / G. Bene, non è molto. Se il naso del tuo aereo subisce 3 g durante un'inclinazione di 20 gradi in 0,5 secondi (che sembra un urto piuttosto violento), la rotazione è di 40 gradi / sec e il termine di errore dovuto alla sensibilità g sarebbe di 3g * 0,3 o circa 1 grado / sec. Questo è solo un errore del 2,5%. Bene, non è molto, ma neanche insignificante. E come puoi vedere dalla nota dell'applicazione, altri componenti hanno una sensibilità G inferiore.

Quindi la linea di fondo è - sì, c'è qualche teoria dietro. Se vuoi essere conservatore, montalo al centro. Ma dubito che noteresti la differenza nella pratica tipica. Inoltre, diversi componenti MEMS sono diversi e occorrerebbero alcune ricerche e calcoli per capire il significato preciso nella tua applicazione.