자동제어실험_예비4

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자이로센서,틸트(기울기)센서

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1) 자이로스코프의 원리 및 자이로 센서의 종류를 알아본다.

자이로스코프의 원리
자이로스코프는 각 축에 대하여 3차원 회전 운동을 하는 장치이다.
자이로스코프에서 원판이 돌아가고 있을 때, 힘을 어떤 방향으로 가해줄 경우 회전축에 변화가 일어나서 각운동량도 크기는 일정하지만 방향만 변하게 된다. X, Y, Z 축에서 Y축을 일정 각도 만큼 수직으로 들어올린다면 각운동량이 그 일정각도만큼 변화한다. 그 때의 토크 = 각 운동량의 변화량/시간 = 초기 각 운동량 * 각속도 가 된다. 따라서 각속도와 초기 각운동량이 수평면(Y축)에 있었을 경우 토크는 수직방향으로 생긴다.

<자이로스코프의 움직임>

※코리올리 효과
각운동량 보존법칙에 의해 회전판에서 보았을 때 물체는 진행방향
(오른쪽으로 움직이는 회전판)의 왼쪽으로 움직이는 것처럼 보인다. 코리올리 힘의 발생원인은 각운동량 보존법칙에 의해 발생한다. 각운동량 보존법칙은 각운동량이 시간에 대해 일정하다는 것을 말한다. 만약 어떤 원점을 기준으로 계에 돌림힘이 작용하지 않으면 이 되어 각운동량이 보존되게 된다. 이를 각운동량 보존법칙 또는 간단히 각운동량보존이라고 부른다. 회전하는 좌표계 내에서 물체가 운동을 하는 경우 회전축에 대해 반지름이 줄어드는 경우에는 줄어드는 반지름에 대해 각속도가 변화하게 된다. 이 결과 회전좌표계는 코리올리힘과, 가로힘이 발생한다.

자이로센서의 종류
1.기계식진동자이로
코리올리식센서, 압전형진동자이로, 평행평판형자이로, 회전진동형자이로,
진동한 가속도센서에 의한 자이로, 링구조를가지는자이로

참고 자료

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