Come calibrare in casa Accelerometri

Il cellulare , la macchina fotografica , l'airbag in auto --- tutti hanno accelerometri . Gli accelerometri sono stati in giro per molto tempo , ma è solo dopo l'avvento di sistemi microelettromeccanici (MEMS) che hanno affezionarsi ai dispositivi banali . Ed è una buona cosa che hanno , perché convertono variazioni di movimento ai segnali elettrici nelle applicazioni per la sicurezza , il divertimento , e la funzione . Ma un accelerometro è di alcuna utilità se non sapete come tradurre il suo output elettronico in una misura di accelerazione. Questo è quello che una procedura di calibrazione è for.Things che ti serviranno
tavolo air hockey e puck o da tavolo moquette e cursori mobili di plastica
String
piccola staffa
cavi di segnale
Pesi
Balance ( bilancia )
registratore di segnale
nastro biadesivo o mastice
accelerometro
programma di foglio di calcolo , o equivalente .
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1

Fissare l'accelerometro per il disco air hockey . Utilizzare nastro biadesivo o mastice , o un altro metodo di fissaggio temporaneo. Pesare il montaggio completato e registrare la lettura . Se si utilizza una scheda di moquette invece di un tavolo da air hockey , collegare l'accelerometro per una piccola protezione di fondo in plastica --- il tipo mettere sotto mobili gambe pesanti . Ai fini di illustrazione , assume la massa della vostra assemblea completo è di 60 g .
2

Fissare un'estremità della corda al disco da hockey aria o slider mobili . Posizionare la stringa in modo che si allinei con un asse dell'accelerometro .
3

Collegare i cavi di segnale per l'accelerometro e al registratore segnale .
4

mettere il disco da hockey in uno spigolo del tavolo air hockey o pensione moquette , e tagliare la corda , quindi è abbastanza a lungo per appendere sopra il bordo opposto del lato lontano del tavolo o pensione . Posizionare la puleggia a che il bordo del tavolo e via la corda sopra la puleggia .
5

Tenere il cursore disco da hockey o mobili attribuendo un peso alla stringa . Se si utilizza un tavolo da air hockey , accenderlo . Lasciate andare il disco da hockey o il cursore mobili . A piedi accanto al tavolo , portando i fili in modo che non influenzano il movimento dell'accelerometro . Ai fini di illustrazione , assume il peso è di 200 g .
6

Calcola l'accelerazione . La forza è fornita dal peso cadente , ed è pari a m1 moltiplicato per g nella direzione verso il basso , dove m1 è la massa del peso sulla corda , e g è l' accelerazione di gravità , 9.8 m /s ^ 2 . La forza accelera l'intera massa collegata , che è la massa del disco , m2 , e il peso sulla corda , m1 , quindi l'accelerazione finale è dato da :

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

Per il problema , ad esempio, l'accelerazione è

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

Lasciate che il puck iniziare , quindi registrare la lettura dall'accelerometro prima che il disco colpisce il lato opposto o il peso colpisce il pavimento . Ripetere la misura con lo stesso peso più volte . Registrare la produzione media dal vostro accelerometro . Per questo esempio , assumere la media era di 445 millivolt.
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Ripetere le misure dei passaggi 4 , 5 e 6 con due o tre pesi aggiuntivi . Ad esempio, supponiamo che hai usato pesi di 100 , 300 e 500 g , e letture misurate di 370 , 480 e 515 mV . Le accelerazioni per le masse di 100 , 300 e 500 g sono 6.1 , 8.2 , e 8.8 m /s quadrato .
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Calcola l'equazione di taratura per il vostro accelerometro . Siete alla ricerca di un'equazione che ha la forma : Offset di uscita = scala x accelerazione + . È possibile eseguire un'analisi di regressione lineare a mano, con un programma di foglio elettronico , o con un programma di analisi dei dati dedicato. Il programma di analisi di regressione è più preciso di un'equazione basata esclusivamente su un paio di punti dati che hai raccolto . I dati Da questo esempio si traduce in un'equazione di accelerazione = 0,018 m /sec ^ 2/mV x uscita - 0,58 m /s ^ 2 . Questa equazione di taratura consente di convertire dalla produzione accelerometro per l'accelerazione .