Capteurs capacitifs: Capteurs d'inertie

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Description

Cette séance de cours couvre les principes des capteurs d'inertie, y compris les modèles de mesure de l'accéléromètre et du gyroscope, l'estimation de la vitesse et de l'orientation, les techniques d'élimination de la dérive et des exemples d'orientation conjointe pendant le ski.

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Concepts associés (36)

Gyroscope

Un gyroscope (du grec « qui observe la rotation ») est un appareil constitué d'un disque dont l'axe de rotation est libre de prendre toutes les orientations possibles grâce à un système de cardans. Cet appareil exploite le principe de la conservation du moment cinétique en physique (ou encore stabilité gyroscopique ou effet gyroscopique). Cette loi fondamentale de la mécanique veut qu'en l'absence de couple appliqué à un solide en rotation autour d'un de ses axes principaux, celui-ci conserve son axe de rotation invariable.

Gyrolaser

Un gyromètre laser ou gyrolaser est un capteur de vitesse angulaire (gyromètre) mettant en œuvre un rayon laser. Celui-ci parcourt un circuit optique dans les deux sens, l’interférence des deux rayons observée traduit la vitesse de rotation de l’ensemble. Le gyromètre laser est un capteur capable de mesurer une vitesse angulaire dans un plan. En associant trois gyromètres, il est possible de mesurer la vitesse angulaire d'un mobile dans l'espace. Cette mesure est utilisée dans les centrales à inertie qui équipent certains navires, avions, satellites, sous-marins.

Gyromètre à fibre optique

Un gyromètre à fibre optique (également appelé par son nom anglais : en ou encore FOG) est un capteur de vitesse angulaire (gyromètre) utilisant un rayon lumineux dans une fibre optique. À la différence du gyromètre laser les rayons ont une cohérence réduite pour éviter les interférences parasites. La lumière faiblement cohérente parcourt un circuit optique dans les deux sens, et l’interférence ne va concerner que les rayons qui ont quasiment le même chemin optique, sur quelques franges seulement, et va dépendre de la vitesse de rotation de l’ensemble.

Vibrating structure gyroscope

A vibrating structure gyroscope, defined by the IEEE as a Coriolis vibratory gyroscope (CVG), is a gyroscope that uses a vibrating structure to determine the rate of rotation. A vibrating structure gyroscope functions much like the halteres of flies (insects in the order Diptera). The underlying physical principle is that a vibrating object tends to continue vibrating in the same plane even if its support rotates. The Coriolis effect causes the object to exert a force on its support, and by measuring this force the rate of rotation can be determined.

Accéléromètre

vignette|Un accéléromètre MEMS. vignette|alt=|Un accéléromètre piézoélectrique. Un accéléromètre est un capteur qui, fixé à un mobile ou tout autre objet, permet de mesurer l'accélération non gravitationnelle linéaire de ce dernier. On parle d'accéléromètre même lorsqu'il s'agit en fait de qui calculent les accélérations linéaires selon orthogonaux. Par contre, lorsqu'on cherche à détecter une rotation ou vitesse angulaire, on parle de gyromètre. Plus généralement on parle de centrale à inertie lorsqu'on cherche à mesurer l'ensemble des .