기초 공학 실험 - 자이로스코프(Gyroscope)의 동특성 실험
1. 이론 전개
1.1 자이로 스코프란
자이로스코프는 공간 중에서 자유로이 회전할 수 있도록 장치된 복잡한 팽이의 일종으로 직교하는 두 축에 대하여 자유도를 가진 짐벌(gimbal)의 내부에 자유롭게 회전하는 자이로를 설치한 것이다. 자이로는 회전을 계속하는 한 넘어지지 않는 특성을 가지고 있고, 지지대가 기울어지더라도 항상 처음에 설정한 축방향을 일정하게 유지하는 성질을 가지고 있다. 이와 같은 자이로스코프를 이용하면, 1개는 회전축을 수평으로 유지하는 디렉셔널 자이로와 다른 1개는 회전축이 수직으로 된 버티컬자이로를 이용, 자이로의 축과 기체와의 변위 관계를 검출할 수 있다.
1) 회전운동 : 회전운동하는 물체는 그 회전면을 그대로 유지하려는 경향이 있다.
2) 세차운동 : 회전하는 물체는 한 번에 넘어지는 것이 아니고 각 운동량을 가지고
있기 때문에 회전축에 이리 저리 도는 운동을 한다.
1.2 실험 장비
그림 1 Gyroscope with 3 axes
그림 2 NI-DAQmx Devices
그림 3 디지털 초시계
그림 4 Front Panel
★ 다양한 유형의 컨트롤(사용자 입력)과 인디케이터(프로그램 출력)를 포함한다.
그림 5 Block Diagram
★ 함수, 스트럭쳐 그리고 데이터를 하나의 객체에서 다른 객체로 옮기는 와이어 뿐만 아니라, 프런트 패널상의 컨트롤과 인디케이터에 대응하는 터미널을 포함한다.
1.3 하드웨어 구성
그림 6 하드웨어 구성도
★ Transducers: 물리적 신호는 신호 조절과 DAQ 하드웨어에 의해 사용되어지기 전에 전기적인 신호로 변환.
★ Signal Conditioning: 측정된 신호를 바로 컴퓨터내의 플러그인 DAQ로 바로 연결할 수 없기에, 디지털 형태로 변환되기 전에 증폭되고 필터링(Filtering) 하는 기능.
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2014.05.23
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