Есть условный ротор, ось вращения перпендикулярна горизонтальной плоскости. Скорость вращения ротора до 6000 оборотов в минуту. На валу вращается моя платка.
Хочу знать текуще положение и скорость вращения без привязки в статору. Какие есть варианты? Гироскоп? Акселерометр?

Скорость (квадрат угловой скорости) можно узнать по центростремительному ускорению. Положение нельзя узнать с завязанными глазами. Гравитация тут не поможет.

Угу, про компас еще забыли.
Совсем без привязки не получится за разумную стоимость.
Вам нужен оптический энкодер, в том или ином виде.

Если гравитационное поле не подходит, то надо создать другое поле: световое, магнитное, электрическое, электромагнитное, звуковое..

Скорость измерить можно, а вот положение без привязки к статору, на мой взгляд - гиблое дело. Системы измерения координат с использованием гироскопов и акселерометров будут накапливать ошибку.



ТС написал: "...без привязки в статору". Думаю любые поля, привязанные к статору будут считаться привязкой.

Понятия "положение" и "скорость" имеют смысл только в определенной системе отсчета, то есть всегда привязаны к ней.
Вопрос к ТС: Относительно какой системы отсчета желаете измерять эти физические величины? Относительно Земли?

Таким образом конь оказывается в вакууме.

Имея хорошие ДУС можно определить положение, относительно направления на север, по крайней мере на низких скоростях. Но не думаю, что ТСу нужно это.

Говоря о скорости, ТС имеет ввиду угловую скорость, здесь другая привязка не нужна, вал привязан сам к себе. Сколько раз в минуту вал окажется в точке старта, такова будет и угловая скорость. И определить угловую скорость не сложно, об этом уже говорили выше. В таком случае, говоря об определении положения ротора, исходной точкой отсчёта тоже может быть точка старта и измерять положение можно в градусах. Другое дело, что сделать это без привязки к статору с какой-то определённой точностью невозможно, со временем будет накапливаться ошибка.

Школьная физика "отдыхает" после таких заявлений.

Поясняю для "знающих курс физики": Исходная точка - точка в пространстве, в которой находится воображаемая метка на краю вала ротора в момент старта. Она привязана к самому ротору и перемещаться будет вместе с устройством вне зависимости от положения устройства относительно земли.
@Ark, если есть что сказать, опровергнуть, предложить - говорите аргументированно, а не флудите.

Мне нечего Вам возразить. У меня просто нет слов.

Разумеется, хочу знать положение относительно земли.
Мои мысли были таковы: использовать компас для определения положения относительно земли (возможно только в начальный момент когда вал не вращается), а дальше по гироскопу. Понятно что будет накапливаться ошибка, но наверно я готов с этим мириться даже если ошибка будет десятки градусов в минуту.
Правильно ли я понимаю что мне для моих 6000rpm -> 100rps нужен гироскоп с диапазоном измерений 100rps*360° = 36000°/s ?
В то время как типовое значение для MEMS гироскопов несколько тысяч °/s...

Отчего же, по-моему именно это и надо.

1. Насколько точно ось вращения совпадает с вертикалью? Может быть удастся поймать пульсацию?
2. Платформенная система, то есть на Вашей платке датчики вращаются в противоположном направлении так, что сохраняют неподвижное положение относительно земли. Тогда можно пользоваться магнитным компасом или гирокомпасом на любой скорости.

Вы требования по точности не сформулировали - для углового положения и угловой скорости. От них и считайте...
Путь, по которому Вы пошли - фактически, построение ИНС, работающей в специфических условиях. Со всеми
вытекающими проблемами...

1) Не вариант, ось вертикальная.
2) Идея супер, жаль не могу её реализовать по целому вороху причин (габариты, питание..)

Слишком большой диапазон, слишком высокая скорость. Нет решения этой задачи без платформы, да и с ней проблем будет достаточно. Посчитайте хотя бы на каком расстоянии надо расположить акселерометр от оси вращения, чтобы не выходить например за ~10g, около 0.25 мм.

Если согласны на накопление погрешности на высокой скорости, то остается найти акселерометр измеряющий до нескольких тысяч g. Обеспечить заданное известное расстояние от оси, если нельзя, то два акселерометра с известным расстоянием между ними.

MEMS ДУС окажется бесполезен при таких линейных ускорениях, даже если бы можно было уложится в диапазон.

Десятки градусов будут копится в секунду, не в минуту. Мне так показалось, сами оценивайте.

Что значит без привязки к статору? Статор висит в воздухе?


Привязать датчик Холла к статору, а к ротору приклеить магнит.