Procedure voor het kalibreren Homemade Accelerometers

Uw mobiele telefoon, camera , de airbag in uw auto --- alle versnellingsmeters . Versnellingsmeters zijn er al een lange tijd, maar het is pas sinds de opkomst van micro-elektromechanische systemen ( MEMS ) dat ze zich hechten aan alledaagse apparaten . En het is een goede zaak dat ze hebben , omdat ze veranderingen in gang om elektrische signalen in toepassingen voor de veiligheid , plezier , en functie te zetten . Maar een accelerometer is van geen enkel nut als je niet weet hoe je de elektronische uitgang vertalen in een meting van de versnelling . Dat is wat een kalibratie procedure is for.Things je nodig hebt
Air hockey tafel en puck of tapijt en plastic meubilair schuiven
String
Kleine trommel
Signaaldraden
Gewichten
Balance ( weegschaal ) op Signal recorder
dubbelzijdige tape of rubber cement
Accelerometer
Spreadsheet programma , of gelijkwaardig.
Toon Meer instructies
1

Bevestig de accelerometer om de air hockey puck . Gebruik dubbelzijdige tape of rubber cement , of een andere tijdelijke methode bevestiging . Weeg de voltooide montage en slaat de meetwaarde . Bij gebruik van een tapijt boord in plaats van een air hockey tafel , hechten de accelerometer om een klein plastic vloer beschermer --- het soort gezet onder zware meubels benen . Ter illustratie , neem aan dat de massa van uw ingevulde montage is 60 g . Kopen van 2

Sluit het ene uiteinde van het touw om de air hockey puck of meubilair slider . Leg de snaar zodat het samenvalt met een as van de accelerometer .

Sluit 3 signaal draden aan de accelerometer en het signaal recorder .
4

zet de hockey puck aan een rand van de air hockey tafel of tapijt boord , en snijd het touw dus het is lang genoeg om op te hangen van de tegenoverliggende rand van de verste kant van de tafel of de raad . Plaats de poelie op die rand van de tafel en route de string boven de poelie .

Houd 5 de hockey puck of meubels slider terwijl het aanbrengen van een gewicht aan de string. Bij gebruik van een air hockey tafel , zet hem aan. Laat de hockey puck of meubilair slider . Lopen naast de tafel , die de draden zodat ze niet de beweging van de versnellingsmeter beïnvloeden . Ter illustratie , veronderstel je gewicht is 200 g .
6

Bereken de versnelling . De kracht wordt geleverd door het valgewicht en gelijk aan m1 vermenigvuldigd met g in neerwaartse richting , waarbij m1 de massa van het gewicht op de snaar , en g de versnelling van de zwaartekracht , 9,8 m /s ^ 2 . De kracht versnelt het hele aangesloten massa , dat is de massa van de puck , m2 , en het gewicht op de snaar , m1 , zodat de uiteindelijke versnelling wordt gegeven door :

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

voor Mijn het voorbeeld probleem , de versnelling is

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

Laat 7 de puck aan de slag , dan slaat de meetwaarde van de accelerometer voordat de puck raakt de andere kant of het gewicht de grond raakt . Herhaal de meting met hetzelfde gewicht meerdere malen . Noteer het gemiddelde rendement van uw accelerometer . Voor dit voorbeeld nemen we het gemiddelde was 445 millivolt .
8

Herhaal de metingen van stap 4 , 5 en 6 met behulp van twee of drie extra gewichten . Bijvoorbeeld , veronderstel dat je gebruikt gewichten van 100 , 300 en 500 g , en gemeten waarden van 370 , 480 en 515 mV . De versnellingen van de massa's 100 , 300 en 500 g zijn 6,1 , 8,2 en 8,8 m /s kwadraat .
9

Bereken de kalibratie vergelijking voor de versnellingsmeter . U bent op zoek naar een vergelijking die is van de vorm : output = schaal x versnelling + offset . U kunt een lineaire regressie-analyse uitvoeren met de hand, met een spreadsheet programma , of met een speciale data-analyse programma. De regressieanalyse programma is nauwkeuriger dan een vergelijking op basis van uitsluitend op een paar van de data punten die je hebt verzameld . De gegevens uit dit voorbeeld resulteert in een vergelijking van de versnelling = 0,018 m /sec ^ 2/mV x uitgang - 0.58 m /s ^ 2 . Deze kalibratie vergelijking kunt u converteren van accelerometer output naar versnelling .