Il giorno mercoledì 9 novembre 2016 14:18:02 UTC+1, Elio Fabri ha scritto:
> dimonio99_at_gmail.com ha scritto:
> > Intanto mettiamoci d'accordo sui termini: per giroscopio, in inglese
> > gyro, intendiamo un sensore che misura la velocità angolare rispetto
> > ad un asse, indipendentemente dal principio fisico di funzionamento
> > che puo' essere ottico, a massa vibrante o a rotazione o altro.
> Io non avrei detto questo.
> Per me "giroscopio" dovrebbe indicare uno strumento che misura una
> direzione.
Infatti il nome giroscopio credo sia usato in modo improprio
per questi sensori. Penso che il termine esatto sia virometro
come ha detto Franco che evidentemente conosce la strumentazione
aeronautica.
Ma ormai il vocabolo giroscopio indica anche i sensori di velocità
angolare e per questo l'ho precisato.
> Perché questa è l'origine del termine: un giroscopio meccanico mantiene
> *fisso* un asse rispetto a un rif. inerziale, e quindi ti permette di
> misurare direttamente un angolo.
> Anche un "gyro-laser" permette la stessa misura, grazie alle frange
> d'interferenza osservabili tra due onde che si propagano in versi
> opposti.
> Non mi è chiaro che cosa misuri esattamente un gyro a massa vibrante.
Per esempio può essere una struttura a diapason i cui rebbi vengono
mantenuti in vibrazione mentre l'"impugnatura" è solidale con il corpo
del sensore.
Quando il sensore ruota attorno all'asse dell'"impugnatura", per
effetto Coriolis si generano delle forze che tendono a opporsi alla rotazione. Queste forze sono misurate da sensori, di solito capacitivi, e il loro
valore è proporzionale alla velocità di rotazione. Più o meno questo
dovrebbe essere il funzionamento dei giroscopi MEMS.
Per inciso, è lo stesso fenomeno che sfruttano i Sirfidi (insetti
ditteri) per restare immobili nell'aria. Possiedono un piccolo
bilanciere accoppiato alla base delle ali che oscilla assieme ad esse
e l'insetto corregge la sua posizione in base alle informazioni che
provengono da questo organo.
> Poi può darsi benissimo che in pratica sia più facile misurare la
> derivata temporale dell'angolo, ossia la vel. angolare.
> Agli aspetti più ingegneristici non ci arrivo...
>
> > Per accelerometro intendiamo un sensore in grado di misurare
> > l'accelerazione lungo un asse, compresa un'accelerazione costante come
> > quella di gravità (è una precisazione importante perché esistono
> > sensori insensibili alla componente continua, usati per misure di
> > vibrazioni, chiamati ugualmente accelerometri).
> Con riferimento alla mia domanda, confermi quindi che un accelerometro
> (sensibile alla continua) che si trovi su un satellite in orbita non
> perturbata indicherà accel. zero?
Certamente. Ma non solo quando è in orbita, anche quando e'
in caduta libera finchè non viene frenato dall'atmosfera.
>
> > Per una IMU è inutile parlare di sensori MEMS. Nonostante gli enormi
> > miglioramenti rispetto ai primi dispositivi, la precisione dei sensori
> > MEMS è ancora lontanissima da quella necessaria per una IMU utile alla
> > navigazione inerziale.
> Questo dunque conferma il mio dubbio. Thx.
>
> > Alla fine abbiamo verificato che l'errore della IMU nella navigazione
> > inerziale di un'ora era di circa un km come posizione e di qualche
> > primo come direzione.
>
> > Da notare che la presenza di un campo gravitazionale noto, come
> > avviene nell'ambiente terrestre o nello spazio in prossimità di un
> > corpo celeste, richiede opportune correzioni ma non influisce
> > significativamente sulla precisione. In altre parole, nel caso di un
> > atterraggio, grazie alla IMU una sonda conosce relativamente bene la
> > propria velocità, posizione e orientamento anche senza il supporto di
> > altri strumenti (radar, sensori stellari, magnetometri, ecc.) che
> > ovviamente contribuiscono alla precisione complessiva.
> E adesso mi perdo di nuovo.
> A me interessa capire come si determinano posizione e velocità.
> Chiaro che il giroscopio sia necessario per dare significato alle
> componenti di accelerazione misurate, ossia per poterle riferire a
> una terna fissa o comunque a una terna previamente definita.
Una precisazione importante che forse avevo dato per scontata:
in una IMU ci deve essere una terna di giroscopi disposti
ortogonalmente per misurare le rotazioni sui tre assi.
Oltre alla terna di accelerometri.
> Ma non capisco come un accelerometro *da solo* possa darti (dopo due
> integrazioni) la posizione della sonda, se non tieni conto del campo
> gravitazionale della Terra o di altro pianeta.
> A meno che quando scrivi "opportune correzioni" tu non intenda proprio
> questo.
Esattamente, le correzioni che intendevo consistono nel sottrarre
(vettorialmente) l'accelerazione di gravità dalle informazioni
della IMU. E' un calcolo semplice finchè l'accelerazione di gravità
è costante.
>
>
> --
> Elio Fabri
Received on Wed Nov 09 2016 - 20:11:20 CET
This archive was generated by hypermail 2.3.0
: Mon Feb 10 2025 - 04:23:29 CET