Wie Calibrate Hausgemachte Beschleunigungsmesser

Ihr Handy, Ihre Kamera , der Airbag im Auto --- alle haben Beschleunigungssensoren. Beschleunigungsmesser gibt es schon eine lange Zeit, aber es ist erst seit dem Aufkommen von mikroelektromechanische Systeme (MEMS) , dass sie schon geworden, weltlichen Geräte angeschlossen . Und es ist eine gute Sache, die sie haben, weil sie Veränderungen in Bewegung , um elektrische Signale in Anwendungen für Sicherheit, Spaß und Funktion umzuwandeln. Aber ein Beschleunigungsmesser ist nutzlos, wenn Sie nicht wissen, wie man seine elektronische Ausgabe in eine Messung der Beschleunigung zu übersetzen . Das ist, was eine Kalibrierung ist for.Things Sie
Air -Hockey-Tisch und Puck benötigen oder Teppichbrett und Kunststoffmöbel Schieberegler
String & Kleine Riemenscheibe
Signaldrähte
Gewichte
Bilanz ( Waage )
Signalrekorder
Doppelseitiges Klebeband oder Gummi-Zement
Accelerometer
Spreadsheet- Programm , oder gleichwertig.
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Befestigen Sie den Beschleunigungsmesser, um die Luft -Hockey -Puck . Verwenden Sie doppelseitiges Klebeband oder Gummi Zement oder andere temporäre Befestigungsmethode . Wiegen Sie die Montage abgeschlossen und Aufzeichnung der Lesung. Bei Verwendung eines Teppich Bord anstelle eines Airhockey Tisch , bringen Sie den Beschleunigungsmesser zu einem kleinen Kunststoff-Bodenschutz--- der Art unter schweren Möbeln Beine gestellt . Zum Zwecke der Darstellung angenommen, dass die Masse des ausgefüllten Montage ist 60 g .
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Befestigen Sie ein Ende der Schnur in die Luft Hockey-Puck oder Möbelgleiter . Platzieren Sie die Zeichenfolge , so dass es einer Linie mit einer Achse des Beschleunigungsmessers .
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Schließen Sie das Signalkabel an den Beschleunigungsmesser und auf das Signal -Recorder.
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setzen Sie den Hockey-Puck an einem Rand der Airhockey Tisch -oder Teppichpension , und schnitt die Schnur , damit es lange genug über den gegenüberliegenden Rand des am weitesten Seite der Tabelle oder dem Board zu hängen ist . Setzen Sie die Riemenscheibe an der Kante des Tisches und Route der String über die Riemenscheibe .
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Halten Sie die Hockey-Puck oder Möbelgleiter beim Anbringen eines Gewichts auf den String . Wenn Sie ein Airhockey Tisch, schalten Sie ihn ein . Lassen Sie die Hockey-Puck oder Möbelgleiter . Fuß neben der Tabelle , die Durchführung der Drähte , so dass sie nicht die Bewegung der Beschleunigungsmesser beeinflussen. Zum Zwecke der Darstellung wird angenommen, Ihr Gewicht beträgt 200 g .
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die Beschleunigung berechnen . Die Kraft wird durch die fallende Gewicht zugeführt wird, und ist gleich M1 multipliziert mit g in der Richtung nach unten , wobei m1 die Masse des Gewichts auf der Schnur , und g die Erdbeschleunigung , 9,8 m /s ^ 2 . Die Kraft beschleunigt den gesamten verbundenen Masse, die die Masse der Puck , m2 ist , und das Gewicht auf der Schnur, m1, so dass die endgültige Beschleunigung ist gegeben durch:

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

Für das Beispiel Problem ist die Beschleunigung

ein = ( 200 /(200 +60 ) ) x 9,8 m /s ^ 2 = 7,5 m /s ^ 2 .
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Lassen Sie den Puck zu beginnen, dann notieren Sie die Lesung aus dem Beschleunigungsmesser , bevor der Puck geht an die gegenüberliegende Seite oder das Gewicht den Boden trifft . Wiederholen Sie die Messung mit dem gleichen Gewicht mehrere Male. Notieren Sie sich die durchschnittliche Ausgabe von Ihrem Beschleunigungssensor. Aus diesem Beispiel wird angenommen, der Durchschnitt lag bei 445 Millivolt.

8 Wiederholen Sie die Messungen der Schritte 4 , 5 und 6 mit zwei oder drei Zusatzgewichte . Beispielsweise an, Sie verwendeten Gewichte von 100 , 300 und 500 g und Messwerten von 370 , 480, und 515 mV . Die Beschleunigungen für die Massen von 100 , 300 und 500 g sind 6,1 , 8,2 , und 8,8 m /s im Quadrat.
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Berechnen Sie die Kalibrierungsgleichung für Ihre Beschleunigungssensor. Sie sind für eine Gleichung , die der Form ist auf der Suche : output = Skala x Beschleunigung + Offset . Sie können eine lineare Regressionsanalyse laufen mit der Hand, mit einem Tabellenkalkulationsprogramm oder mit einer dedizierten Daten-Analyse -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 erlaubt Ihnen, von Beschleunigungsmesser-Ausgangs , um die Beschleunigung zu konvertieren.