[Sensor] 가속도 센서가 정지해 있을 때 +9.81 m/s2 인 이유

가속도 센서값을 처음 받아보면 센서의 위쪽 방향으로 중력 가속도만큼 측정될 것이다.

 

단순하게 생각하면, 중력의 방향은 아래인데 왜 위로 측정되지? 싶다.

그 이유는 가속도 센서의 원리를 알면 이해할 수 있다.

 

가속도 센서의 원리

가속도 센서는 검증 질량(Proof mass)라 하는 작은 질량이 스프링-매스-댐퍼 시스템을 이룬다.

x,y,z 각 방향으로의 가속도를 측정하기 위해, 각 축으로의 스프링 변위를 측정하고, 이를 두번 미분하여 가속도를 구하는 원리이다. 

 

아래는 z 방향에서의 스프링-매스-댐퍼 시스템이다.

 

센서가 위쪽 즉, +z 방향으로 가속한다고 하자.

 

질량의 관성에 의해 스프링은 압축되고, 센서는 이 변위를 +z 방향으로 가속한다고 인식할 것이다. 

 

만약 센서가 가만히 정지해 있다면, 중력에 의해 스프링은 또 압축될 것이다.

 

센서 입장에서는 아까 +z 방향으로 가속할 때와 같은 현상인 것이다. 

따라서 정지해 있을 때도 센서는 윗방향인 +9.81m/s2 으로 가속하고 있는 걸로 측정된다.

 

 

센서 원리를 알고나니 당연한 얘기지만.. 처음엔 엄청 헷갈렸다..허허