| Этот же сайт без рекламы:
accelerometers<точка>000webhostapp<точка>com |
Применение
акселерометров
Результаты
измерения
ДТП:
методики определения скорости автомобиля при фронтальном наезде на
пешехода
Ударные
воздействия
Функция БАЛАНСИРОВКА
Пассажирский
лифт (акселерометр USB)
Стрела подъемного крана с
грузом (акселерометр
RS-485)
Оценка параметров
механических конструкций (акселерометр RS-485)
Спорт: гребля (акселерометр USB
с памятью)
Акселерометр
USB с памятью устанавливается в манекен, используемый
в испытаниях при наезде автомобиля на пешехода.
Записанные
акселерометром результаты применяются для сравнения методик
оценки скорости движения автомобиля перед наездом на пешехода.
Щелчок по картинке вызовет переход на видеофрагмент с установкой
акселерометра.
Ссылка на полное видео, размещенное авторами на Youtube: Наезд на пешехода, определение скорости автомобиля
Для получения результатов, описанных в публикации парапланеристов Кубани
"Исследование
защитных свойств протекторов для парапланерных подвесок."
использовались
MEMS-акселерометры с аналоговыми выходами, измеряющие
ускорения до
±35g в низкочастотном диапазоне (0...400Гц) совместно с платой
8-канального АЦП с памятью 512КБайт. Применение в исследованиях
недорогих микросхем низкочастотных MEMS-акселерометров
определяется характером ударов - их можно назвать "мягкими" ударами,
так как они демпфируются различными по конструкции и свойствам
протекторами.
Сравнение результатов, записанных низкочастотными и высокочастотными
акселерометрами при "жестких"
ударах молотом в бетонную и кирпичную стены,
приводится в презентации http://accelerometer.narod.ru/strike.pps
Графики
наглядно демонстрируют, как форма удара искажается недостаточно
быстродействующим (низкочастотным) акселерометром по сравнению с
записью, выполненной высокочастотным акселерометром
Некоторые
результаты, записанные акселерометром 200g с памятью,
представлены ниже.
Следующий
график отображает ускорение по трем осям при ударах рукой в каримат,
закрепленный на стене.
Акселерометр
при измерениях зажат в кулаке, питается от батарейки "Крона".
Развернутый фрагмент
этого же графика в районе 2500мс: синий-зеленый-красный графики с
точками, представляющими отдельные выборки, - оси XYZ,
черный график -
модуль ускорения:
|a|=(X²+Y²+Z²)½
Аналогичные графики ускорений, записанные акселерометром 200g с памятью,
при ударах рукой в воздухе.
Фрагмент:
акселерометр 200g с
памятью
можно закрепить, например, на запястье, а батарейку подключить тонкими
проводами длиной порядка 1,5м и разместить, например, в кармане.
Его можно использовать как акселерометр
для бокса, акселерометр для спорта или как акселерометр для измерения ударов.Акселерометр
в металлическом корпусе с такими же параметрами, снабженный длинным
кабелем, может размещаться в боксерском мешке или груше для измерения
ускорений, придаваемых этим снарядам при ударах. Это Акселерометр
с интерфейсом RS-485
представлены три оси,
на этом графике только ось X, выполнено экспоненциальное
сглаживание
установлена пара меток - разница во времени между ними
dT = 2,73c, разница в пиковых ускорениях dA = 126 см/с²
(см.нижнюю строку под графиком)
В акселерометры USB
добавлена возможность
записи импульсного сигнала. Источник сигнала подключается к контактам
Go и ОБЩЕМУ на плате акселерометра USB.
Эта
функция позволяет привязать ускорение к какой-либо метке, она
аналогична устройству, используемому при балансировке вращающихся
объектов - роторов двигателей, колес и т.д.
На
графике записано ускорение по оси Z (красный график),
возникающее на руле при свободном вращении колеса велосипеда
из-за несбалансированности этого колеса.
В
качестве датчика импульсов использовался магнитный датчик велоодометра.
Когда магнит, расположенный на одной из спиц колеса, проходит мимо
датчика, сопротивление датчика резко уменьшается, для его подключения к
акселерометру USB дополнительных деталей не понадобилось, а светодиод,
подключенный вместе с последовательно подключенным к нему резистором к
тем же контактам акселерометра, мигал, индицируя прохождение магнита
мимо датчика.
Черный график - импульсы от датчика
велоодометра.
Для балансировки введена возможность
отображения градусов по горизонтальной
оси. Интервалы между фронтами соседних импульсов равномерно заполняются
градусами от 0 до 360, при перемещении курсора по графику на
панели статуса также отображаются градусы, что позволяет точно
определить направление дисбаланса. Синим овалом отмечено положение
курсора, а на панели статуса соответствующее ему значение 191°
На фото показано размещение акселерометра и батареи во время измерения
в автономном режиме.
Для измерения передняя часть велосипеда приподнимается, колесо
раскручивается вручную.
На
фото отдельно показаны батарейка 9В, сверху плата
акселерометра
USB с ИС памяти; провода снизу - для подключения к источнику
импульсного сигнала; светодиод при автономном режиме измерения
индицирует выполнение записи ускорений и импульсного сигнала.
Лифт,
акселерометр зафиксирован в
кабине
лифта.
400...1800мс -
лифт вызван
вниз нажатием кнопки на лестничной площадке
3600...4700мс - в лифте
нажата кнопка
СТОП, лифт останавливается
7300...8700мс - в лифте
нажата кнопка этажа, расположенного выше, лифт начинает подъем
9700...10600мс - лифт
выполняет торможение,
далее медленное движение
(дотягивание) до выбранного этажа
12400...13100мс
останов
Стрела 9.5
м,
вылет 5
м,
груз 2.4 т.
6с - начало движения (поворота),
26с - торможение
фрагмент графика
начало торможения (26-я секунда)
видны
- колебания стрелы, период порядка 1с (частота 1Гц)
- вероятно, присутствует раскачивание груза после
остановки, период около 6с (частота примерно 0,18Гц)
(составляющая с периодом в 6с хорошо видна на
предшествующем графике на интервале 26..40с - сигнал частотой
1Гц модулируется сигналом частотой около 0,18Гц)
спектр, построенный по фрагменту графика с 26-й по 40-ю
секунду
стрела качается с частотой 0,96Гц
присутствует колебание с частотой 1,05Гц
присутствуют колебания груза с частотой
около 0,18Гц
тренд, построенный по фрагменту графика с 26-й по
40-ю секунду
затухание колебаний груза, тренд описывается формулой
-0,115 * t + 6,389
Колебания трубопровода после калиброванного воздействия по оси Z
Представлены оси X и Z, по которым получен значительный
отклик.
Получаемые в результате обработки параметры механической
конструкции - резонансная частота колебаний, затухание.
По
их изменению во времени оценивается износ конструкции, определяется
возможность ее дальнейшей эксплуатации, даются рекомендации
по ее
укреплению или замене.
Выше график колебаний по оси X,
под ним спектр по оси X, еще ниже тренд.
колебания по оси Z, под ним спектр и тренд по оси Z.
Возможна
доработка программного обеспечения по
предложениям заказчиков
Устройства для измерения, управления и контроля:
