角速度センサ(ジャイロセンサ)の原理



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公開日:2020/7/24         

前提知識
 ・加速度センサの原理
 ・圧電素子、ひずみゲージ


加速度センサの原理をこちらで説明しましたが、加速度センサは以下の様に回転方向の力を検出できません。角速度を検出する場合は角速度センサを用います。



■基本原理
角速度を検出する基本原理はコリオリ力です。コリオリ力とは、回転運動体上を移動する物体が、その移動方向に対して、回転方向とは逆の垂直方向に受ける見かけ上の力です。 例えば以下の様に回転運動体の上で①から②へボールを投げた時に、直進しているボールに対し①と②は動いているので、①から見たら左に曲がっている様に見えます。



コリオリ力は回転運動体から浮いて運動している物体に対してだけ働くのではなく、回転運動体に接地して運動している物体にも働きます。 例えば、上記で①の場所から②の場所に歩いて移動しようとした場合にもコリオリの力が働き、足がよろめきます。遊園地のコーヒーカップの円盤上を歩いた事がある人は覚えがあると思います。

この原理から角速度を検出方法は、以下の様に棒を振動(直進運動に相当)させておき、振動方向の変化量から角速度を検出します。変位量の計測方法は、加速度センサと同様に静電容量式や、圧電素子やひずみゲージによる方法があります。



■角速度センサを使ってみる
実際に角速度センサを扱い、センサ情報を読み取る方法を説明します。こちらをどうぞ。









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