|
Чем отличается ГИРОСКОП от АКСЕЛЕРОМЕТРА
| |
| uwrtey | Дата: Среда, 25.09.2013, 22:27 | Сообщение # 1 |
 Генерал-майор
Группа: Администраторы
Сообщений: 3270
Статус: Offline
| Акселерометр - это прибор, измеряющий разность между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением, и по этому акселерометр, в качестве датчика угла наклона, не работает в невесомости.
С помощью акселерометра можно определить ЛИНЕЙНОЕ УСКОРЕНИЕ, а так-же угол наклона устройства относительно горизонта.
http://ru.wikipedia.org/wiki....e.com-3
вот тут я схематично изобразил
*********************************************
Гироскоп - это устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчета.
С помощью гироскопа определяют УГЛОВУЮ СКОРОСТЬ.
То есть можно определить на какой угол наклонилось устройство.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%C3%E8%F0%EE%F1%EA%EE%EF
схематичное изображение одноосевого гироскопа ( стырил тут http://www.rcdesign.ru/articles/radio/gyro_stady )
**************************************
Вот хорошая страничка: http://www.3dnews.ru/editori....-Part-1
А вот замечательная видяха http://www.youtube.com/watch?v=SGdcHWYzNO8
( советую посмотреть и другие видяхи автора )
// отредактировано 14,07,2017
не успеваю за своими мыслями......
|
| |
| |
| Sergi | Дата: Воскресенье, 02.02.2014, 01:29 | Сообщение # 2 |
|
Подполковник
Группа: Проверенные
Сообщений: 540
Статус: Offline
| Давно сюда не заглядывал.
Аксель и в невесомости будет работать. Он измеряет ускорение от воздействия какой-нибудь силы. На земле покажет силу притяжения не равную нулю, в невесомости будет показывать силу ускорения/торможения/центробежную и пр. В МЕМС датчике тупо висит грузик на пружинках и меряется емкость конденсатора, образовавшегося между грузиком и стенками куба, где он живет.
Сообщение отредактировал Sergi - Воскресенье, 02.02.2014, 01:32 |
| |
| |
| uwrtey | Дата: Понедельник, 03.02.2014, 14:24 | Сообщение # 3 |
|
Генерал-майор
Группа: Администраторы
Сообщений: 3270
Статус: Offline
| Вики читал? Там написано что MEMS это гироскоп.
Акселерометр не работает в невесомости в качестве датчика угла наклона...
То есть смарфон с таким датчиком не будет знать где низ или верх..
Линейное же ускорение можно измерять и в невесомости....
// ОТРЕДАКТИРОВАНО 14,07,2017
не успеваю за своими мыслями......
|
| |
| |
| Sergi | Дата: Понедельник, 03.02.2014, 23:41 | Сообщение # 4 |
|
Подполковник
Группа: Проверенные
Сообщений: 540
Статус: Offline
| Из вики: Микроэлектромеханические системы, МЭМС — устройства, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты.
В акселе механический грузик - значмт МЭМС
|
| |
| |
| uwrtey | Дата: Четверг, 20.11.2014, 16:25 | Сообщение # 5 |
|
Генерал-майор
Группа: Администраторы
Сообщений: 3270
Статус: Offline
| Ах, ну да МЕМС
( я не пытаюсь спорить и доказать сою правоту, просто я пытаюсь уложить все кирпичики в своей голове )
Значит я немного не правильно понял материал, который читал - скорее всего имелось в виду то, что акселерометр определяющий угол наклона не буде работать в невесомости..
А если АКСЕЛЬ измеряет ускорение/торможение или угловую скорость, то он конечно же будет работать...
Добавлено (17.11.2014, 00:51)
---------------------------------------------
МЭМС датчики http://volamar.ru/mobil/03kolibri/view_post.php?cat=1&id=5&page=2
гироскопы http://volamar.ru/mobil/03kolibri/view_post.php?cat=1&id=4&page=2
Добавлено (20.11.2014, 16:25)
---------------------------------------------
Прикольный цифровой трех осевой Гироскоп и Акселерометр в одном корпусе MPU 6050
http://www.youtube.com/watch?v=nlXqIe9-R7s
не успеваю за своими мыслями......
Сообщение отредактировал uwrtey - Четверг, 20.11.2014, 17:15 |
| |
| |
| evgeny | Дата: Вторник, 25.11.2014, 17:14 | Сообщение # 6 |
|
Рядовой
Группа: Проверенные
Сообщений: 6
Статус: Offline
| На гифке в примере про измерение угла наклона невразумительно написано ... измерить время когда ... присутствует...
Долго не мог понять. Если написать ... измерить время за которое между основной осью и вектором гравитации образовался угол отклонения , то так будет понятнее.
|
| |
| |
| uwrtey | Дата: Вторник, 25.11.2014, 22:42 | Сообщение # 7 |
|
Генерал-майор
Группа: Администраторы
Сообщений: 3270
Статус: Offline
| Если написать так как предлагаете Вы, то смысл изменится вовсе.
Я вроде все правильно написал.
Нужно измерять время не когда образовывался угол, а время когда этот угол имел место быть. И если это время велико, то скорее всего датчик наклонен, иначе его скорость относительно поверхности земли будет недопустима велика - ведь он движется с постоянным ускорением - чего естественно не может быть..
Вроде ясно объяснил.
не успеваю за своими мыслями......
|
| |
| |
| evgeny | Дата: Пятница, 28.11.2014, 04:43 | Сообщение # 8 |
|
Рядовой
Группа: Проверенные
Сообщений: 6
Статус: Offline
| uwrtey, в этом случае смысл не изменится - он появится.
Слово время может иметь по крайней мере два значения: момент или протяженность.
Момент времени можно зафиксировать, засечь, ещё что-нибудь в этом роде. Промежуток времени можно измерить.
Союз когда указывает на отношение между главным и придаточным предложением, указывая на то, что действия происходят в одно и то же время. Если вы желаете использовать это слово как наречие, то в этом случае оно будет указывать на момент времени, но никак не на его протяженность.
В вашем примере слово когда - это союз, который здесь не к месту.
Другой вопрос: как вы собираетесь измерять момент времени? Из следующего предложения становится ясно, что время должно иметь протяженность, раз вы говорите о сравнении.
Видимо как-то собираетесь, потому что когда у вас присутствует угол - время велико
Я совершенно не хочу вас потроллить или выставить в дураках. Мне статья понравилась, и после её прочтения, я захотел, чтобы ваш прекрасный пример для посетителей форума стал ещё понятнее, интереснее.
Ваше дело менять что-то или оставить как есть - я вам показал, как можно сделать ещё красивее, элегантнее.
Бог в помощь.
|
| |
| |
| uwrtey | Дата: Пятница, 28.11.2014, 11:14 | Сообщение # 9 |
|
Генерал-майор
Группа: Администраторы
Сообщений: 3270
Статус: Offline
| Уважаемый, evgeny, давайте немного по-дискуссируем. ? ( Я все же хочу откопать истину, потому-что я не могу Вас понять )
Если я напишу: " измерить время за которое между основной осью и вектором гравитации образовался угол отклонения" , то это будет значить, что нужно измерять промежуток времени межу тем как угол между основной осью и вектором гравитации был равен нулю и тем, как он принял некое значение... Правильно ?
не успеваю за своими мыслями......
|
| |
| |
| evgeny | Дата: Пятница, 28.11.2014, 13:34 | Сообщение # 10 |
|
Рядовой
Группа: Проверенные
Сообщений: 6
Статус: Offline
| Я это понимаю именно так.
Кроме этого, если считывать значения только с одной оси, в направлении которой хотим узнать что происходит, то невозможно понять: движется устройство равноускорено или покоится, но испытывает силу гравитации. В обоих случаях, скажем результат считывания 10 показаний за 1 секунду будет одинаков. Только если ускорение неравномерное, показания с оси акселлерометра будут разные.
Простой пример: ось У показывает 3 ед. (допустим так обычно показывает силу гравитации в покое), ось Х 20 ед. После 100 измерений за 1 минуту изменения в показаниях не произошли. В этом случае понятно, что устройство не перевёрнуто, но движется равноускорено в направлении Х (так же возможно добавочное движение в направлении Z).
Другой пример: так же 1 минуту смотрели показания, ничего не меняется: Х 3 ед., У 0. Здесь уже ничего не понятно: это может быть равноускореное движение к земле по оси У + одновременное равноускореное перемещение по оси Х; так же может быть, что устройство перевернули и оно покоится, а 3 ед. на иксе - это сила гравитации; но в этом случае может быть и движение по оси Z, которое невозможно определить зная Х и У. Здесь уже нужно посмотреть, что творится на Z-оси.
Всё намного сложнее. А если объяснять без рассмотрения, как это работает, то в таком случае теряется часть правды.
Считаю, что в статье вы не указали важный момент: нужно считывать показания несколько раз со всех трёх осей и только после сравнения с прежними измерениями, можно понять то, что происходит с акселлерометром. Иначе возможна путаница, как в моём втором примере, в котором я не взял в учет третью ось.
Добавлено (28.11.2014, 13:34)
---------------------------------------------
Акселлерометр у меня есть, поигрался и понимаю как он работает. Гироскопа нет, потому и хотел понять разницу.
Я так понимаю: гироскоп отслеживает изменения своих осей относительно собственной системы координат (того состояния, в котором на него подали питание), создаваемой вибрирующей массой (не говорю о самолётах, только о гироскопах для микроконтроллеров). Такая система работает только при движении и через некоторое время при условии сохранения покоя показания опять спадают до нуля.
Например, я перевернул устройство и оставил в таком положении. Первые показания, скажем на оси Х, будут 30 ед, через секунду 10, через две около 5, а через ещё несколько секунд станут равными нолю. Думаю, что так произойдёт из-за действия той же гравитации Земли. Поэтому с гироскопа нужно считывать показания и сразу с ними работать, а не накапливать и сравнивать; причём на всех трёх осях.
В этом отличие от акселлерометра, который ориентируется на постоянную силу гравитации.
Хочу о сфере применения пару слов сказать. Считаю, что для любителей, которые хотят остаться на земле, для самых разных проектов намного больше сфер применения у акселлерометра.
Гироскоп нужен только в тех случаях, когда появляется свободное падение. В этом случае акс. теряет единственный ориентир - силу притяжения, и в этот момент на всех его осях будет ноль. Гироскоп же не потеряется и определит изменение положения даже при отсутствии гравитации.
Вы уж простите, но на той картинке вы всё пишете об углах. Ни акселлерометр, ни гироскоп не измеряют углы! Они измеряют силу, действующую на чувствительный элемент на векторе в момент, именно момент времени.
А углы наклона или ускорение можно расчитать, используя показания, снятые со всех трёх осей.
Поэтому в случае с акселлерометром, показания нужно накапливать (какой-то промежуток времени) и сравнивать, а в случае с гироскопом - работать с информацией о состоянии немедленно.
Надеюсь, вы меня поняли, почему мне не нравится то предложение на пояснительной картинке.
Сообщение отредактировал evgeny - Пятница, 28.11.2014, 15:06 |
| |
| |
| uwrtey | Дата: Пятница, 28.11.2014, 17:10 | Сообщение # 11 |
|
Генерал-майор
Группа: Администраторы
Сообщений: 3270
Статус: Offline
| Цитата Я это понимаю именно так.
Вот в чем собака зарыта. 
Я то понимаю это по другому... Вот смотрите:
Допустим есть у нас электронный аналоговый акселерометр, Мы его включили и оставили в покое - он выдает некие показания со всех трех осей.
Затем мы его повернули на бок, теперь он выдает примерно те же показания, но с других осей. Ждем одну минуту и снова снимаем показания и если они равны тем показаниям, которые были сняты минуту назад значит акселерометр находится в покое, иначе он бы двигался с огромной скоростью, чего не может быть в нашем случае....
Вот эта минута это и есть то время о котором я писАл. Теперь ясно? ( на деле это время намного меньше )
Теперь про гироскоп. Электронный гироскоп это устройство которое может измерить угловую скорость. ( не ускорение и не что-то другое, а именно угловую скорость )
Это устройство имеет внутри своего корпуса вибрирующий элемент, который связан с корпусом и не имеет трех степеней свободы, как механические гироскопы.
Это устройство сравнимо с гироскопом, изображенным на рисунке из первого поста ( механический гироскоп связанный с корпусом через пружины )
МЭМС гироскоп выдает данные во время вращения во круг одной из осей, в отличие от акселя, который реагирует только на прямолинейное ускорение ( в том числе на притяжение Земли )
Как только гироскоп прекращает вращаться данные перестают отличаться от нулевого значения почти сразу.
Гироскопу Земное притяжение "по боку" все дело в конструкции, которая связывает корпус и вибрирующий кристалл...
Одним только акселерометром не обойтись, потому что он не сможет определить направление движения если будет двигаться по кругу - надеюсь не нужно объяснять почему..
А вот гироскопом обойтись можно - ему это под силу. Но у гироскопов есть один недостаток - это неточное измерение угла и как следствие накопление ошибки.
По этому сейчас принято использовать связку акселерометра и гироскопа, до кучи подмешав туда магнитометр ( электронный компас ).
не успеваю за своими мыслями......
|
| |
| |
| evgeny | Дата: Пятница, 28.11.2014, 18:13 | Сообщение # 12 |
|
Рядовой
Группа: Проверенные
Сообщений: 6
Статус: Offline
| Цитата uwrtey (  ) Ждем одну минуту и снова снимаем показания и если они равны тем показаниям, которые были сняты минуту назад значит |
| |
| |
| uwrtey | Дата: Пятница, 28.11.2014, 20:27 | Сообщение # 13 |
|
Генерал-майор
Группа: Администраторы
Сообщений: 3270
Статус: Offline
| Ну как бы да....
Но я уверен, что ситуация, когда акселерометр движется равноускоренно с ускорением равным ускорению свободного падения, крайне редка!
И если акселерометр начал выдавать такие данные, и выдает их достаточно долго, то скорее всего устройство наклонено на бок.
Например в телефоны и другие гаджеты встраивают только акселерометр, вот и попробуйте разогнать такой телефон так, что бы он думал что наклонен на бок 
не успеваю за своими мыслями......
Сообщение отредактировал uwrtey - Пятница, 28.11.2014, 20:56 |
| |
| |
| evgeny | Дата: Суббота, 29.11.2014, 00:41 | Сообщение # 14 |
|
Рядовой
Группа: Проверенные
Сообщений: 6
Статус: Offline
| Цитата uwrtey ( ) Одним только акселерометром не обойтись, потому что он не сможет определить направление движения если будет двигаться по кругу - надеюсь не нужно объяснять почему..
Вы можете объяснить, почему при движении по кругу в любой плоскости, перпендикулярной плоскости Земли, только одним акселлерометром определить направление движения можно?
|
| |
| |
| uwrtey | Дата: Суббота, 29.11.2014, 01:23 | Сообщение # 15 |
|
Генерал-майор
Группа: Администраторы
Сообщений: 3270
Статус: Offline
| Моя фраза, которую Вы цитировали, относилась к движению в плоскости параллельной плоскости Земли.
Если же говорить о плоскости перпендикулярной плоскости Земли, то смею предположить, что вектор силы действующей на акселерометр немного отклоняется под действием силы гравитации.
Вот от сюда можно вычислить в какую сторону крутится тело с акселерометром.
не успеваю за своими мыслями......
|
| |
| |
|
