{"id":1086,"date":"2020-10-05T13:24:00","date_gmt":"2020-10-05T13:24:00","guid":{"rendered":"https:\/\/oxts.com\/?p=1086"},"modified":"2025-04-29T10:22:29","modified_gmt":"2025-04-29T10:22:29","slug":"gyros","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oxts.com\/es\/gyros\/","title":{"rendered":"Gyros"},"content":{"rendered":"
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Gyros<\/h3>\n\n \n\n\n \n\n\n\n
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Los giroscopios son uno de los tipos de sensores utilizados en la mayor\u00eda de las\u00a0sistemas de navegaci\u00f3n inercial (INS)<\/a><\/strong>. Uno de los otros tipos de sensores utilizados en la mayor\u00eda de los sistemas de navegaci\u00f3n inercial son\u00a0aceler\u00f3metros<\/a><\/strong>Los giroscopios no tienen en cuenta el movimiento lineal, s\u00f3lo la rotaci\u00f3n. A los giroscopios no les importa el movimiento lineal, s\u00f3lo la rotaci\u00f3n. Cuando se describen diferentes sistemas de navegaci\u00f3n inercial, el t\u00e9rmino \"giroscopio\" puede tener diferentes significados, dependiendo del tipo de sistema que se est\u00e9 describiendo.<\/p>\n

En un sentido tradicional, un giroscopio emplea uno o m\u00e1s rotores giratorios sujetos en un card\u00e1n o suspendidos en alg\u00fan otro sistema dise\u00f1ado para aislarlos de la torsi\u00f3n externa. Ese tipo de giroscopio funciona porque una vez que el rotor gira, quiere mantener su eje o rotaci\u00f3n. En otras palabras, si proyectas una l\u00ednea a trav\u00e9s del eje de giro del giroscopio, no importa c\u00f3mo intentes torcer y girar el giroscopio, la l\u00ednea proyectada siempre intentar\u00e1 permanecer apuntando hacia el mismo punto. Obviamente, el giroscopio podr\u00eda verse forzado a moverse si se le aplicara un par de torsi\u00f3n, pero eso es lo que el card\u00e1n est\u00e1 dise\u00f1ado para evitar.<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n \n

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Un card\u00e1n utiliza una serie de anillos conc\u00e9ntricos montados unos dentro de otros que est\u00e1n conectados mediante pivotes dispuestos ortogonalmente. Este dise\u00f1o permite que el gir\u00f3scopo gire libremente en tres ejes, siempre que los anillos no se bloqueen. El bloqueo de card\u00e1n se produce cuando dos ejes se alinean. En este estado, el card\u00e1n tiene dos grados de libertad en lugar de tres, por lo que es posible que un par externo aplicado en una direcci\u00f3n determinada afecte al eje de rotaci\u00f3n.<\/p>\n

Como el rotor del giroscopio quiere mantener su eje de rotaci\u00f3n inicial, se pueden montar sensores en el card\u00e1n para medir el cambio relativo de orientaci\u00f3n del marco externo al que est\u00e1 unido. De este modo, es posible mantener una imagen de c\u00f3mo se orienta el marco externo con respecto al eje del gir\u00f3scopo. La imagen de la izquierda lo ilustra.<\/p>\n

Los giroscopios utilizados en los navegadores de correa no sufren de bloqueo de card\u00e1n. Esto se debe a que no son giroscopios en el sentido tradicional del t\u00e9rmino. Son dispositivos MEMS que miden la velocidad angular, normalmente en unidades de \u00b0\/s (grados por segundo). As\u00ed que, independientemente de la direcci\u00f3n en la que apunte un giroscopio MEMS, siempre que no est\u00e9 girando sobre su eje de medici\u00f3n, emitir\u00e1 un valor de 0 \u00b0\/s. Sin embargo, si el giroscopio gira sobre su eje de medici\u00f3n y tarda aproximadamente un segundo en realizar cada revoluci\u00f3n, emitir\u00e1 un valor de 360 \u00b0\/s.<\/p>\n

Esto ser\u00eda positivo o negativo dependiendo de la direcci\u00f3n de la rotaci\u00f3n.<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n \n

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Sensor MEMS de velocidad angular<\/h5>\n\n\n
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Los giroscopios MEMS (sistema microelectromec\u00e1nico) tienen muchas formas y tama\u00f1os. El eje de medici\u00f3n de este sensor de velocidad angular se muestra con la flecha roja. La rotaci\u00f3n en la direcci\u00f3n de la flecha da un valor positivo, mientras que la direcci\u00f3n opuesta da una medici\u00f3n negativa. El movimiento lineal no se registra.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n \n

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Los sensores de velocidad angular (giroscopios) miden la velocidad angular en o\/s (grados por segundo). No \"miden\" la direcci\u00f3n, aunque se pueden utilizar sus mediciones para averiguar en qu\u00e9 direcci\u00f3n est\u00e1 orientado el sensor si se sabe en qu\u00e9 direcci\u00f3n estaba orientado al principio. Este sensor y el de la izquierda indicar\u00edan 0 o\/s.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n \n

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Este sensor est\u00e1 girando hacia la derecha y producir\u00eda un valor positivo. El resultado de la medici\u00f3n depende de la velocidad de rotaci\u00f3n: cuanto mayor sea el n\u00famero, m\u00e1s r\u00e1pida ser\u00e1 la rotaci\u00f3n. Si el sensor viera un valor medio de 90 o\/s durante 0,5 segundos, podr\u00edamos deducir que el sensor ha girado 45o en el sentido de las agujas del reloj.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Montando tres giroscopios en tres ejes perpendiculares entre s\u00ed es posible seguir la orientaci\u00f3n de un objeto en el espacio tridimensional. En combinaci\u00f3n con aceler\u00f3metros, es posible seguir la posici\u00f3n relativa, la orientaci\u00f3n y la velocidad de un objeto, y siempre que conozcamos la posici\u00f3n inicial, podemos calcular la posici\u00f3n actual.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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De esto se deduce que, al igual que ocurre con los aceler\u00f3metros, un giroscopio por s\u00ed solo no indica al INS hacia d\u00f3nde est\u00e1 orientado.<\/h5>\n\n\n
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Cuando se enciende por primera vez, lo \u00fanico que sabe el gir\u00f3scopo es a qu\u00e9 velocidad est\u00e1 girando. El INS se encarga de realizar un seguimiento de todas esas mediciones. As\u00ed que si el INS ve una velocidad media de 360 \u00b0\/s durante exactamente 0,25 segundos sobre el eje z, sabe que, independientemente de la direcci\u00f3n a la que apuntaba al principio, ahora ha girado 90\u00b0 (360 \u00b0\/s \u00f7 0,25 s = 90\u00b0). Por supuesto, si el INS sab\u00eda que estaba orientado hacia el norte antes del movimiento y tambi\u00e9n sabe que los valores positivos del giroscopio indican rotaci\u00f3n en el sentido de las agujas del reloj, entonces puede calcular f\u00e1cilmente que ahora est\u00e1 orientado hacia el este.<\/p>\n

Al igual que es normal utilizar tres aceler\u00f3metros, es normal que el INS contenga tres giroscopios orientados para medir la rotaci\u00f3n en torno a tres ejes mutuamente perpendiculares. De este modo, el INS puede medir su orientaci\u00f3n en el espacio tridimensional. Para ello utiliza un proceso denominado\u00a0cuenta atr\u00e1s<\/a><\/strong>.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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