Acelerômetros e Giroscópios


Olá a todos,

Ainda em como tudo começou…

Para explicar um pouco melhor a escolha da pesquisa na área de Sistemas de Navegação Inercial gostaria de acrescentar que:

  • Os equipamentos necessários para realizar as medições de aceleração e rotação de um móvel são acelerômetro e giroscópio;
  • Os acelerômetros são utilizados para medir a aceleração;
  • Os giroscópios para detecção de movimentos de rotação.

Desta forma, um Sistema de Navegação InercialSNI (Inertial Navigation System) utiliza-se de Unidades de Medição InercialUMI (Inertial Measurement System) que contenham Arranjos de Sensores InerciaisASI (Inertial Sensors Arrays). Estes arranjos devem conter conjuntos de acelerômetros para a medição de força específica e conjuntos de giroscópios para detecção de movimentos de rotação, (Lima, 2005).

A figura acima apresenta um SNI distribuído em blocos que representam a aquisição de dados através dos sensores, o processo tratamento de erros, e ao final a etapa de processamento dos dados em algoritmos para navegação.

Outro detalhe importante é que um ASI contêm uma tríade de acelerômetros e giroscópios, com um conjunto de acelerômetro e giroscópio para o eixo X, um conjunto para o eixo Y, e outro conjunto para o eixo Z. Desta forma é possível detectar movimentos de aceleração e rotação nos três eixos.

Repare que os dados são detectados pelos sensores contidos no ASI, que em seguida são enviados para UMI, onde é realizado o processo de compensação nos dados. Durante a detecção dos dados por parte dos sensores, digamos que eventuais interferências ou problemas inerentes ao modo de fabricação dos dispositivos envolvidos, podem influenciar na detecção dos dados.

Assim dois fatores de compensação são apresentados na figura, mais é importante ressaltar que não são os únicos fatores que podem influenciar durante a detecção dos dados por parte dos sensores. Porém são fatores passíveis de comparações e podem ser empregados para análises.

  • Fator de escala – Em escala de partes por milhão (ppm), qual fidelidade que os sensores conseguem reproduzir a sensação de rotação e aceleração;
  • Bias – Erro independente da taxa de rotação ou aceleração;

Na próxima etapa os dados são enviados ao SNI que processa as informações através de algoritmos que apresentam como saída ou resultado a posição, velocidade e atitude de um móvel.

Para concluir este post, existem alguns giroscópios que são fabricados utilizando fibras ópticas, e a assim surge a relação da área dos Sistemas de Navegação Inercial com o Laboratório de Sensores Ópticos do PEA.

O LSO desenvolve pesquisas na área de desenvolvimento de giroscópios com fibra óptica, imerso nesse contexto, aparece a possibilidade da implementação de softwares simuladores de Sistemas de Navegação Inercial que possam auxiliar na caracterização de giroscópios e outros equipamentos ligados a área.

A partir dessas informações surgiu a idéia do meu projeto de mestrado.

Abraço a todos,

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Arquivado em projeto acadêmico, sistema de navegação inercial

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