Cómo calibrar acelerómetros caseros

Cualquier dispositivo de medición es sólo tan bueno como su calibración.

Lo que necesita

Air mesa de hockey y el disco o la placa de moqueta y deslizadores de plástico para muebles

Cadena

Pequeña polea

Los cables de señal

Pesos

Balance (balanza)

Grabador

Cinta de doble cara o pegamento de caucho

Acelerómetro

Programa de hoja de cálculo, o equivalente.

Conecte el acelerómetro para el disco de hockey de aire. Use cinta adhesiva de doble cara o pegamento de caucho u otro método de unión temporal. Pesar el conjunto completo y registre la lectura. Si se utiliza un tablero alfombrado en lugar de una mesa de hockey de aire, coloque el acelerómetro para un pequeño protector de plástico en el suelo --- la clase sometida patas de los muebles pesados.Para fines de ilustración, suponga que la masa de su ensamblaje completo es 60 g.

Conecte un extremo de la cuerda a la disco de hockey de aire o deslizador muebles. Coloque la cadena para que se alinee con uno de los ejes del acelerómetro.

Conecte los cables de señal con el acelerómetro y el grabador de señales.

Coloque el disco de hockey en un borde de la mesa de hockey de aire o la placa de moqueta, y cortar la cadena por lo que es el tiempo suficiente para colgar sobre el borde opuesto del lado más lejano de la mesa o tablero. Coloque la polea en el borde de la mesa y la ruta de la cuerda sobre la polea.

Sostenga el disco de hockey o de deslizador muebles mientras se coloca un peso a la cadena. Si se usa una mesa de hockey de aire, vuelva a encenderlo. Suelte el disco de hockey o de deslizador muebles. Caminar al lado de la mesa, que lleva los cables de modo que no influyen en el movimiento del acelerómetro. Para fines de ilustración, suponga que su peso es de 200 g.

Cálculo de la aceleración. La fuerza es suministrada por el peso que cae, y es igual a m1 multiplicado por g en la dirección hacia abajo, donde m1 es la masa del peso en la cadena, y g es la aceleración debida a la gravedad, 9,8 m / s ^ 2. La fuerza acelera toda la masa conectado, que es la masa de la pastilla, m2, y el peso de la cadena, m1, por lo que la aceleración final está dada por:

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

Para el problema de ejemplo, la aceleración es

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

Deje que el disco empezar, a continuación, se registra la lectura del acelerómetro antes de que el disco golpea el lado opuesto o el peso golpea el suelo. Repita la medición con el mismo peso en varias ocasiones. Registre el resultado promedio de su acelerómetro. Para este ejemplo, supongamos que el promedio fue de 445 milivoltios.

Repetir las mediciones de los pasos 4, 5, y 6 utilizando dos o tres pesos adicionales. Por ejemplo, suponga que utilizó pesos de 100, 300 y 500 g, y las lecturas de medidas de 370, 480 y 515 mV. Las aceleraciones de las masas de 100, 300 y 500 g son 6,1, 8,2 y 8,8 m / s al cuadrado.

Calcular la ecuación de calibración para su acelerómetro. ¿Está buscando una ecuación que es de la forma: salida = escala x aceleración + offset. Puede ejecutar un análisis de regresión lineal a mano, con un programa de hoja de cálculo o un programa especializado de análisis de datos. El programa de análisis de regresión es más precisa que una ecuación basada únicamente en un par de los puntos de datos que ha recogido. Los datos de este ejemplo da como resultado una ecuación de aceleración = 0,018 m / seg ^ 2/mV x salida - 0,58 m / s ^ 2. Esta ecuación de calibración le permite convertir de salida del acelerómetro a la aceleración.

Consejos y advertencias

Puede calibrar en cualquier forma que le permitirá medir la salida del acelerómetro durante una aceleración conocida. La fricción hará que sus cálculos menos precisa, a fin de tratar de minimizar o eliminar sus efectos. Por ejemplo, se podría medir la aceleración de la gravedad mediante la recopilación de información con respecto al eje vertical en un acelerómetro en un tablero horizontal. Puede inclinar el tablero y la aceleración será la aceleración de la gravedad veces el coseno del ángulo de la placa. Haga esto durante varios ángulos y obtendrá la curva de calibración.

Muchos acelerómetros son dos o tres dispositivos de eje, y tendrá que repetir la medición con diferentes orientaciones del acelerómetro.