Wie Kalibrieren Homemade Beschleunigungsmesser

Jede Messung Gerät ist nur so gut wie ihre Kalibrierung.

Was Sie benötigen

Air-Hockey-Tisch und Puck-oder Teppichböden und Kunststoff Möbel Schieberegler

String

Kleine Riemenscheibe

Signalkabel

Gewichte

Balance (Waage)

Signal-Recorder

Doppel-Klebeband oder Gummi-Zement

Accelerometer

Spreadsheet-Programm, oder gleichwertig.

Befestigen Sie den Beschleunigungsmesser, um die Luft-Hockey-Puck. Mit doppelseitigem Klebeband oder Gummi-Zement oder anderen temporären Befestigung Verfahren. Wiegen Sie die Montage abgeschlossen und notieren Sie die Lektüre. Wenn Sie einen Teppich Bord anstelle eines Airhockey Tisch, befestigen Sie den Beschleunigungsmesser, um eine kleine Kunststoff-Bodenschützer --- die Art unter schweren Möbeln Beine gestellt. Zum Zwecke der Darstellung angenommen, dass die Masse des ausgefüllten Montage beträgt 60 g.

Befestigen Sie ein Ende der Schnur an der Luft Hockey-Puck oder Möbelgleiter. Platzieren Sie die Zeichenfolge, so dass es einer Linie mit einer Achse des Beschleunigungsmessers.

Verbinden Signalleitungen mit dem Beschleunigungsmesser und dem Signal-Recorder.

Setzen Sie den Hockey-Puck an einer Kante des Airhockey Tisch-oder Teppichböden Bord, und schnitt die Schnur so lang genug, um hängen über die gegenüberliegende Kante des am weitesten Seite des Tisches oder Brett ist. Legen Sie die Rolle an der Kante des Tisches und Route der String über die Rolle.

Halten Sie die Hockey-Puck oder Möbelgleiter beim Anbringen eines Gewichts auf den String. Wenn Sie einen Airhockey Tisch, schalten Sie ihn ein. Lassen Sie die Hockey-Puck oder Möbelgleiter. Gehen Sie neben dem Tisch, die Durchführung der Drähte, so dass sie keinen Einfluss auf die Bewegung der Beschleunigungsmesser. Zum Zwecke der Veranschaulichung wird angenommen, Ihr Gewicht beträgt 200 g.

Berechnen der Beschleunigung. Die Kraft wird von dem Fallgewicht zugeführt und gleich m1 g in der Richtung nach unten, wobei m1 die Masse des Gewichts auf der Schnur, und g die Erdbeschleunigung, 9,8 m / s ^ 2 multipliziert. Die Kraft, einer Beschleunigung des gesamten verbunden Masse, welche die Masse des Pucks, m2 ist, und das Gewicht an der Schnur, M1, so dass die endgültige Beschleunigung ist gegeben durch:

a = (m1 / (m1 + m2)) x g.

Für das Beispiel Problem ist die Beschleunigung

a = (200 / (200 +60)) x 9,8 m / s ^ 2 = 7,5 m / s ^ 2.

Lassen Sie den Puck loslegen, dann notieren Sie die Lesung aus dem Beschleunigungsmesser, bevor der Puck geht an die gegenüberliegende Seite oder das Gewicht auf dem Boden aufschlägt. Wiederholen Sie die Messung mit dem gleichen Gewicht mehrmals. Notieren Sie sich die durchschnittliche Leistung von Ihrem Beschleunigungsmesser. Für dieses Beispiel wird angenommen, der Durchschnitt lag bei 445 Millivolt.

Die Messungen der Schritte 4, 5 und 6 unter Verwendung von zwei oder drei zusätzliche Gewichte. Angenommen, Sie verwendeten Gewichte von 100, 300 und 500 g und gemessenen Daten von 370, 480 und 515 mV.Die Beschleunigungen der Massen von 100, 300 und 500 g sind 6,1, 8,2 und 8,8 m / s im Quadrat.

Berechnen Sie die Kalibriergleichung für Ihren Beschleunigungsmesser. Sie sind für eine Gleichung, die von der Form suchen: output = Skala x Beschleunigung + Offset. Sie können eine lineare Regressionsanalyse von Hand ausgeführt werden, mit einem Tabellenkalkulationsprogramm oder mit einem speziellen Datenanalyse-Programm. Die Regressionsanalyse Programm ist genauer als eine Gleichung nur auf ein paar der Datenpunkte, die Sie gesammelt haben, basiert. Die Daten aus diesem Beispiel ergibt sich eine Gleichung der Beschleunigung = 0,018 m / s ^ 2/mV x Ausgang - 0,58 m / s ^ 2. Diese Kalibrierung Gleichung können Sie aus Beschleunigungsmesserausgangssignale Beschleunigung umzuwandeln.

Tipps und Warnungen

Sie können in keiner Weise, die Ihnen erlauben, den Beschleunigungsmesser Ausgang während einer bekannten Beschleunigung messen wird kalibrieren. Friction machen Ihren Berechnungen ungenauer, so versuchen zu minimieren oder zu eliminieren ihre Auswirkungen. Zum Beispiel könnten Sie die Erdbeschleunigung durch das Sammeln von Informationen von der vertikalen Achse auf einem Beschleunigungsmesser auf einer horizontalen Platte zu messen. Neigen Sie den Vorstand und die Beschleunigung wird die Erdbeschleunigung mal dem Cosinus des Winkels des Vorstandes sein. Tun Sie dies für mehrere Winkel und Sie werden Ihre Eichkurve erhalten.

Viele Beschleunigungsmesser sind zwei oder drei Achsen Geräte, und Sie müssen, um die Messung mit unterschiedlichen Orientierungen der Beschleunigungsmesser wiederholen.