Un gyroscope doit-il être placé au centre de rotation?

Lors de l'utilisation d'une puce gyroscopique pour mesurer la vitesse angulaire, est-il important qu'elle soit située au centre de rotation?

Je l'ai vu mentionné en ligne sans grande explication sur le fait qu'il devrait être placé au centre, mais dans mes cours d'introduction à la physique, j'ai appris que la vitesse angulaire est la même en tout point sur un corps rigide. Wikipedia semble confirmer cela dans la dernière section de la vitesse angulaire , mais je ne suis pas sûr de l'interpréter correctement.

Je m'attends à ce qu'il y ait normalement un couplage non idéal des termes d'accélération dans la mesure du gyroscope - est-ce le principal problème?

Y a-t-il quelque chose d'évident qui me manque?

Je viens de vérifier cela en "réfléchissant" à cela et j'ai remarqué que pour un corps rigide idéal (!), Peu importe où vous le placez.

J'ai juste imaginé ça comme ça:

• Vous avez un gyroscope de chaque côté d'un bâton (axes des gyroscopes parallèles les uns aux autres).
• Vous avez fait pivoter le manche sur une extrémité (par exemple, l'axe des x de 90 °).
• Observation: les autres axes sont également tournés de 90 ° autour des mêmes axes, même direction, vus du centre de l'autre gyroscope.

Théorie contre "corps rigide" pratique:

1. Vous n'aurez pas un corps rigide idéal. Votre matériel est au moins légèrement flexible ...
2. Si vous souhaitez combiner les données de 2 capteurs, par exemple l'accéléromètre / le gyroscope, l'axe des deux capteurs doit pointer dans la même direction (ou vous avez besoin de calculs encore plus sophistiqués). Et cet accouplement doit être très serré, par exemple non flexible ou oscillant (sinon vous mesurerez beaucoup de déchets); Règle: plus la distance est longue, plus ces effets ont d'influence.

Vous voudrez peut-être mesurer l'orientation / la position de quelque chose (par exemple les ailes d'un avion ou le "corps" d'un quadrirotor). Donc, le gyroscope doit être fixé exactement à cela.

PS: Merci de m'avoir signalé ce problème. Cela m'aide beaucoup (besoin de ces capteurs pour la recherche).

Oui, il y a une raison à cela. Par exemple, considérons le tangage d'un avion. Si l'avion s'incline de 20 degrés, alors l'angle au centre de l'avion est de 20 degrés. Si le gyroscope est monté dans le nez ... toujours à 20 degrés. L'avion entier est incliné de 20 degrés, donc peu importe où vous mesurez cela. Cela amène donc beaucoup de gens à affirmer que le point de montage n'a pas d'importance.

TOUTEFOIS, notez que lorsque le gyroscope est au centre, il subit 1g tout le temps, indépendamment de la montée. Si le gyroscope est dans le nez, il subira une force g positive lors de la montée et une force g négative lorsque l'avion descendra. Typiquement, les gyroscopes auront une certaine sensibilité à la fois à la force g et aux vibrations, en raison d'asymétries mineures.

Considérez par exemple cette note d'application d'Analog Devices: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/technical-articles/MS-2158.pdf

Selon cela, la sensibilité g pour le gyroscope bon marché (et tout ce qui dans un modèle réduit d'avion sera "bon marché"), peut être d'environ 0,3 degré / sec / G. Eh bien, ce n'est pas beaucoup. Si votre nez d'avion subit 3g pendant une montée de 20 degrés en 0,5sec (ce qui semble être une bosse plutôt violente), alors la rotation est de 40deg / sec, et le terme d'erreur dû à la sensibilité g serait de 3g * 0,3 ou environ 1 deg / sec. Ce n'est qu'une erreur de 2,5%. Eh bien, ce n'est pas beaucoup, mais ce n'est pas insignifiant non plus. Et comme vous pouvez le voir dans la note d'application, d'autres composants ont moins de sensibilité G.

Donc, l'essentiel est - oui, il y a une théorie derrière cela. Si vous voulez être conservateur, montez-le au centre. Mais je doute que vous remarquiez la différence dans la pratique typique. En outre, différents composants MEMS sont différents, et il faudrait des recherches et des calculs pour déterminer la signification précise de votre application.