Яндекс.Метрика

Этот же сайт без рекламы:  accelerometers<точка>000webhostapp<точка>com

E-Mail: post4inet@gmail.com - акселерометр купить , задать вопрос


акселерометры  - обзор предлагаемых устройств
прецизионный акселерометр
 - измерение малых ускорений,
 - широкий динамический диапазон
акселерометр Bluetooth ВИДЕО Акселерометр Bluetooth -график в реальном времени
акселерометр USB ВИДЕО Измерения акселерометром USB с памятью  
акселерометр RS-485 ВИДЕО Измерения акселерометром RS-485:  
акселерометры с аналоговыми выходами
Ударные испытания транспорта ВИДЕО Испытания ж/д цистерны на удар
Ударные испытания оборудования ВИДЕО Испытания велосипедных шлемов на удар

Программное обеспечение
Параметры акселерометров
Применение акселерометров

акселерометры с аналоговыми выходами

Трехосевые акселерометры с аналоговыми выходами.

Акселерометры цифровые-интерфейсы USB, RS-485; акселерометры с аналоговыми выходами, диапазоны от ±2g до ±500g, низкочастотные и высокочастотные (до 30кГц) с программным обеспечением для измерения и отображения результатов, комплекты "под ключ".
Трехосевые акселерометры с аналоговыми выходами снабжены усилителями, обеспечивают работу на длинный кабель, сопротивление нагрузки 200 Ом.
Для оцифровки сигналов акселерометров и ввода оцифрованных данных в компьютер могут быть использованы
Синхронный АЦП 12бит,4+4 канала, USB,память 0,5М
или
модифицированный вариант Контроллера для 8-ми термопар, 8-канальный АЦП 12 бит, память до 240000 выборок, USB-интерфейс, питание от USB - см.ниже.
К таким устройствам можно подключать по два 3-осевых акселерометра с аналоговыми выходами.
акселерометр в корпусе


 Может быть изготовлена плата под пыле- брызгозащищенный корпус, как на картинке,
 или прямоугольная плата с крепежными отверстиями по углам
 Габариты см. на странице Акселерометр с интерфейсом RS-485



В акселерометрах, изготовленных на базе микросхемы MEMS-акселерометра MMA7260QT, выбор диапазона измерения (±1,5g/ ±2g/ ±4g/ ±6g),осуществляется распайкой пары перемычек на плате.
В микросхемах MEMS-акселерометров корпорации Analog Devices с аналоговыми выходами возможности переключения диапазонов нет. Для выбора необходимого диапазона нужно приобрести и установить на плату соответствующую разновидность микросхемы. Их преимущество по сравнению с MMA7260QT - меньший уровень собственных шумов, нормирование параметров в температуре и более высокая термостабильность.
К 8-канальному АЦП можно подключить два 3-канальных акселерометра

Высокочастотные акселерометры с аналоговыми выходами

Акселерометр на базе микросхем высокочастотных MEMS-акселерометров обеспечивает следующие параметры:
диапазон измеряемых ускорений    ±70g
диапазон частот                                0...30кГц.

Микросхемы MEMS-акселерометров данного типа одноосевые.
На плате возможна установка как одного или двух MEMS-акселерометров (у акселерометра будут одна или две измерительные оси соответственно).

Возможна также установка MEMS-акселерометров с диапазонами ускорений ±250g и ±500g; диапазон частот также 0...30кГц.

При работе с АЦП, который подключается к USB компьютера, питание для акселерометров поступает также от USB компьютера транзитом через плату АЦП.

Акселерометры в корпусах, кабели и одноканальный АЦП с памятью 512КБайт представлены на картинке. Габариты АЦП 65х65мм.
Свободные провода на кабеле для внешнего запуска измерения от кнопки или другого устройства.

Акселерометры и АЦП с памятью 0,5Мбайт

Если для измерения по двум осям на плате устанавливается два акселерометра, его можно подключить к 8-канальному АЦП   

Датчик может быть изготовлен в корпусе, как показано на следующих картинках:
акселерометры с аналоговыми выходами         Акселерометр в корпусе


акселерометры с аналоговыми выходамиЕсли датчик должен иметь минимальные габариты и вес,
можно использовать только плату диаметром 3см с односторонним размещением элементов,
эту плату можно приклеить к исследуемому объекту или, например, поместить в мягкий чехол из диэлектрического материала, снабдив его
ремешком для крепления на руке.


Результаты измерений, выполненных акселерометром ±70g, 0...30кГц.


Несильный удар рукой в воздухе, акселерометры в кулаке.

Слева график, записанный акселерометром ±70g, 0..30кГц, частота выборки 262кГц, справа - акселерометром USB, выбраны диапазоны ±16g, 0..1,6кГц, частота выборки 3,2кГц.
Удар рукой относительно медленный, и даже частотного диапазона 0..1,6кГц акселерометра USB вполне достаточно, но и при слабом ударе акселерометр USB фиксирует ограничение
На левом графике при слабом ударе виден шум акселерометра ±70g, 0..30кГц.

Удар рукой акселерометр 70g 30кГц         Удар рукой акселерометр 16g 1,6кГц

Уровни ускорений: на графике слева около 160м/с/с или 16g, на графике справа 15000см/с/с или 150м/с/с, или 15g (ограничение).

Влияние сглаживания на уровень шума и на разрешение по времени иллюстрируют два следующих графика.
Это тот же сигнал, записанный акселерометром ±70g, 0..30кГц; слева - экспоненциальное сглаживание с весом 1/10, справа - с весом 1/100.

Удар рукой акселерометр 70g 30кГц, экспоненциальное сглаживание с весом 1/10         Удар рукой акселерометр 70g 30кГц, экспоненциальное сглаживание с весом 1/100

Шум заметно снижается, но и разрешение по времени ухудшается - обратите внимание на изменение пиков на 378-й миллисекунде.

Несильный удар рукой в перчатке в стену, акселерометр в кулаке.
Оба графика записаны акселерометром ±70g, 0..30кГц, частота выборки 262кГц;
слева график в том же временном масштабе, что и для удара рукой в воздухе (см.график выше слева),
справа - увеличенный в 20 раз масштаб по времени

Удар рукой акселерометр 70g 30кГц         Удар рукой акселерометр 70g 30кГц, увеличен масштаб по времени

Замечание: при использовании акселерометра ±16g, 0..1,6кГц с частотой выборки 3,2кГц в одну миллисекунду правого графика помещалось бы лишь три выборки, а ограничения наступили бы на уровнях +160 и -160м/с/с
Тем не менее, для анализа такого удара возможно и использование акселерометра USB при выборе диапазонов ±16g, 0..1,6кГц с частотой выборки 3,2кГц, но для этого размещать его надо, например, в боксерском мешке, а так как мешок вращается, анализ нужно проводить по двум горизонтальным осям X и Y, воспользовавшись имеющейся в приложении функцией построения модуля сигнала.

Удар высокочастотным и низкочастотным акселерометрами по деревянной поверхности.
Слева - акселерометром ±70g, 0..30кГц, частота выборки 262кГц, справа - акселерометром USB, диапазоны ±16g, 0..1,6кГц, частота выборки 3,2кГц.
Удар о дерево существенно быстрее и выше по уровню ускорения удара рукой в воздухе;
Из-за того, что ускорение стало выше, шум акселерометра ±70g, 0..30кГц не заметен (левый график),
а вот частотного диапазона 0..1,6кГц и максимальной частоты выборки в 3200Гц акселерометра USB уже не достаточно (график справа) - детализация плоха из-за низкой для такого быстро меняющегося сигнала частоты выборок. Сами выборки на графике находятся в точках перегиба прямых линий, например, на интервале 55...56мс четыре выборки.

Удар по дереву акселерометр 70g 30кГц         Удар по дереву акселерометр 16g 1,6кГц

Замечание: удар акселерометром USB был слабым, чтобы не наступило ограничение.
Уровни ускорений: на графике справа  500м/с/с или 50g, на графике справа 15000см/с/с или 150м/с/с, или 15g.

Удар: одновременное измерение двумя акселерометрами с разной полосой частот.

Две платы с разными акселерометрами были склеены для регистрации удара, измерительные оси обоих акселерометров были сориентированы в одном направлении.
Одна плата с высокочастотным акселерометром ±70g, 0..30000Гц, другая плата - с акселерометром ±35g, 0..400Гц,
Частота выборки сигналов обоих акселерометров составляла 80кГц (одна выборка в 12,5мкс).

         Удар, записанный двумя акселерометрами с разными частотными диапазонами (30кГц и 0,4кГц)

Замечание: удар был слабым, чтобы не наступило ограничение.
Черный график - сигнал, записанный высокочастотным акселерометром (максимальная амплитуда 97g), красный - акселерометром с полосой частот 0..400Гц (максимальная зафиксированная амплитуда 28g).
То есть, реакция акселерометров с разной полосой частот на удар сильно отличается.
Эта же пара акселерометров на медленные процессы (качка или вибрации частотой до сотни герц) реагирует одинаково.

Для норамлизации частотных характеристик акселерометров используют низкочатотные фильтры (см. Акселерометр для измерения удара ) .
Верхняя граничная частота фильтра НЧ должна быть гораздо ниже верхней частоты акселерометра.
Если в описанном измерении после обоих акселерометров применить фильтры НЧ с верхней граничной частотой 200Гц и высокой крутизной спада частотной характеристики, результаты будут практически одинаковыми.
При ударных испытаниях рекомендуется использовать фильтры НЧ с нормированными частотными характеристиками и конкретными верхними частотами, например, 1000Гц, 200Гц, Именно верхние частоты фильтров заносятся в протоколы испытаний на удар, а применение фильтров с одинаковыми характеристиками позволяет сравнивать результаты испытаний, проведенных на разном испытательном оборудовании.

Испытания транспортных средств на ударные воздействия описаны здесь: Акселерометр для измерения удара


Вывод: при выборе акселерометра в первую очередь надо ориентироваться на диапазон измеряемых ускорений и диапазон частот.

Если измерять быстрые процессы низкочастотным акселерометром, график будет не детализованным по времени.
К сожалению, акселерометры с широким диапазоном частот, способные измерять малые ускорения (с низким уровнем шума) не выпускаются,
причина: чем выше частота, тем легче должна быть механика, а чем она легче (меньше габариты чувствительных элементов), тем хуже чувствительность.

Микросхемы высокочастотных MEMS-акселерометров ±70g, ±250g или ±500g, 0..30кГц дороги и дефицитны;
если же необходимо измерять ускорения в 20g...500g, но при невысокой частоте (до 400Гц), соответствующие микросхемы MEMS-акселерометров в десяток раз дешевле.

При измерении малых ускорений (например, менее 2g) акселерометром с диапазоном ±70g, полезный сигнал можно будет увидеть лишь после обработки (сглаживания), иначе он будет теряться на фоне шума акселерометра.
Если рассматривать разрешение по времени, то сглаживание эквивалентно снижению частоты выборки, соответственно, снижению разрешения по времени.

Замечание по выбору АЦП:  для акселерометров с аналоговыми выходами уровень шума в основном определяется микросхемами MEMS-акселерометров,
другие компоненты и узлы схемы, включая кабель и АЦП, вносят небольшой шум.
Поэтому уровень шума несглаженного сигнала будет одинаков, не зависимо от выбранной оператором частоты выборки АЦП;
значит, сигнал, записанный с частотой выборки 700кГц можно сгладить так, что разрешение сигнала по времени будет эквивалентно разрешению при записи с частотой выборки 70кГц, но уровень шума значительно снизится за счет сглаживания.
Т.е., уровень шума сглаженного сигнала при записи с частотой 700кГц будет гораздо ниже, чем у сигнала, записанного с частотой выборки 70кГц при одинаковом разрешении по времени.
Расплата за такое улучшение качества сигнала - уменьшение времени записи:
для одоканального сигнал при частоте выборки 700кГц памяти хватит лишь на запись в течение 0,3с,
при частоте выборки 70кГц время записи составит 3с.

8-канальный АЦП 12бит, память на 240000 выборок, USB-интерфейс, питание от USB или автономное

АЦП 12бит; 8каналов; память 0,5Мбайт Вид платы АЦП - за основу взят Контроллер для 8-ми термопар , вместо микросхем усилителей сигналов термопар установлены перемычки.

Габариты платы 70 х 65мм
Данные записываются в память на плате, затем передаются в компьютер по USB
Запись возможна как по команде компьютера, так и замыканием пары контактов на плате - в этом случае можно использовать автономный источник питания, выбрать под управлением компьютера режим работы, отключить контроллер от USB компьютера, кнопкой запустить измерение.
По окончании измерения подключить компьютер и считать данные.
Число выборок определяется пользователем (можно задать 30000, 60000, 90000, 120000, 150000, 180000, 210000 или 240000 выборок)
Частота выборки выбирается пользователем:
-минимальная частота выборки 225 Гц
-максимальная частота
  до 185 кГц при одном выбранном канале
  до 34 кГц при 8-ми каналах
Рекомендуется использовать частоты выборки, равные 2 в степени N, например,  1024 Гц (или 2^10), 2048 Гц (2^11), ..., 32768 Гц (2^15)- это позволит получить спектр с шагом в целое число Герц.
Программное обеспечение позволяет
-отображать графики сигналов
-компенсировать начальный уровень сигнала (например, ускорение свободного падения 9,8м/с/с для оси Z)
-выделять на графиках  интересующие фрагменты сигнала
-сохранять выделенный фрагмент в виде txt- или csv-файла (файл csv открывается в MS-Excel)
-получать график спектра для выделенного фрагмента
-определять затухание для выделенного фрагмента (вычисление и построение линейного тренда методом наименьших квадратов, как в MS-Excel)
Скриншоты графика сигнала, обрабатываемого фрагмента для одного из каналов, спектра и тренда приведены ниже,
для более подробного просмотра щелкните по картинке или откройте ее в другом окне.
Сигнал записывался двумя акселерометрами (использовалось по два канала каждого акселерометра) при контролируемом воздействии на балку.
Анализировался спектр и затухание колебаний балки.

Записанный сигнал (4 канала)    Анализируемый фрагмент сигнала (1 канал)
Записанный сигнал (4 канала)                                        Анализируемый фрагмент сигнала (1 канал)
Спектр    Тренд сигнала
Спектр, вычисленный по фрагменту сигнала               Тренд, вычисленный по фрагменту сигнала

Вы можете самостоятельно оценить возможности ПО - работа с графиком, построение спектра, вычисление тренда, сохранение файлов в текстовых форматах.
Для этого скачайте архив с программным обеспечением  ADC8ch.rar и архив с файлами данных Data.rar.
Распакуйте оба архива, запустите приложение и откройте какой-либо файл данных. Как работать с приложением, смотрите в файле помощи (при первом запуске он грузится автоматически, для вызова контекстной помощи щелкните по знаку вопроса в правом верхнем углу окна приложения, затем по органу управления, для которого вы хотели бы прочитать информацию в файле помощи).
Возможна доработка программного обеспечения по предложениям заказчиков

Устройства для измерения, управления и контроля:

акселерометры (цифровой с usb-интерфейсом и памятью; цифровой с интерфейсом RS-485 - работа на кабель до 100м, аналоговые с мощным выходом - работа на низкоомную нагрузку, длинный кабель)

контроллер gsm-управления и сигнализации

USB-АЦП 12 разрядов, частота выборки 1МГц, память 0,5МБайт

USB-контроллер 8-ми термопар/USB-АЦП 12 разрядов, 8 каналов, память 0,5МБайт

синхронный USB-АЦП 4+4 канала, входы ток/напряжение, переключаемые нагрузки для токовых входов, 12 разрядов, 0,5МБайт память

люксметр

колориметр (измерение цвета и цветности)

прочие устройства

публикации