자이로

자이로는 대부분의 애플리케이션에 사용되는 센서 유형 중 하나입니다. 관성 내비게이션 시스템(INS). 대부분의 관성 내비게이션 시스템에 사용되는 다른 센서 유형은 다음과 같습니다. 가속도계는 직선 운동을 측정하는 데는 뛰어나지만 회전에는 적합하지 않으므로 자이로가 필요합니다. 자이로는 직선 운동에는 전혀 신경 쓰지 않고 회전에만 신경 씁니다. 다양한 관성 내비게이션 시스템을 설명할 때 '자이로'라는 용어는 설명하는 시스템의 유형에 따라 다른 의미로 사용될 수 있습니다.

전통적인 의미에서 자이로스코프는 하나 이상의 회전하는 로터를 짐벌에 고정하거나 외부 토크로부터 분리하도록 설계된 다른 시스템에 매달아 사용합니다. 이러한 유형의 자이로스코프는 로터가 회전하면 축 또는 회전을 유지하려고 하기 때문에 작동합니다. 즉, 자이로의 회전 축을 통해 선을 투영하면 자이로를 아무리 비틀고 돌려도 투영된 선은 항상 같은 지점을 가리키려고 합니다. 물론 자이로에 토크를 가할 수 있다면 자이로는 강제로 움직일 수 있지만 짐벌은 이를 방지하도록 설계되었습니다.

짐벌은 직교로 배열된 피벗을 통해 연결된 여러 개의 동심원 링이 서로 내부에 장착되어 있습니다. 이 설계는 링이 짐벌 잠금 상태에 있지 않다는 가정 하에 자이로가 3축으로 자유롭게 회전할 수 있도록 합니다. 짐벌 잠금은 두 축이 정렬될 때 발생합니다. 이 상태에서는 짐벌의 자유도가 3개가 아닌 2개이므로 특정 방향으로 가해지는 외부 토크가 회전축에 영향을 미칠 수 있습니다.

자이로 로터는 초기 회전축을 유지하려고 하기 때문에 짐벌에 센서를 장착하여 부착된 외부 프레임의 상대적인 방향 변화를 측정할 수 있습니다. 이렇게 하면 자이로 축을 기준으로 외부 프레임의 방향이 어떻게 변하는지를 파악할 수 있습니다. 왼쪽 이미지가 이를 보여줍니다.

스트랩다운 내비게이션에 사용되는 자이로는 짐벌 잠금 문제가 발생하지 않습니다. 자이로는 전통적인 의미의 자이로가 아니기 때문입니다. 대신 각속도를 측정하는 MEMS 장치로, 일반적으로 °/s(초당 도) 단위로 측정합니다. 따라서 MEMS 자이로가 가리키는 방향에 관계없이 측정 축을 중심으로 회전하지 않는 한 0°/s의 값을 출력합니다. 그러나 자이로가 측정 축을 중심으로 회전하고 있고 각 회전을 수행하는 데 약 1초가 걸린다면 360°/s의 값을 출력합니다.

회전 방향에 따라 양수 또는 음수가 될 수 있습니다.