Come utilizzare accelerometri per misurare la velocità angolare

Come utilizzare accelerometri per misurare la velocità angolare


Se hai mai fatto girare su un merry-go-'round, trattenendo la barra per non volare via, avete sentito l'accelerazione a causa di una velocità angolare. Comunemente, la gente dirà che sentono una forza centrifuga, una forza spingendoli lontano dal centro della rotazione. Infatti, la forza centrifuga che si sente è in realtà la percezione di una forza centripeta, una forza che spinge verso il centro, non lontano. A vigenti determina una accelerazione, quindi è abbastanza facile da usare un accelerometro per misurare la velocità angolare.

istruzione

1 Montare l'accelerometro al suo asse di misura è su un raggio dal centro di rotazione. Cioè, se si sta misurando la velocità angolare di un merry-go-'round, si posiziona l'accelerometro per cui il suo asse di misurazione è lungo una linea dal centro al bordo della piattaforma.

2 Misurare la distanza dal centro di rotazione per l'accelerometro. Ad esempio, si potrebbe mettere l'accelerometro 2,5 metri dal centro di un merry-go-'round.

3 Registrare l'accelerazione misurata dall'accelerometro. Tipicamente, la tensione viene convertita in unità di "g", l'accelerazione di gravità sulla superficie terrestre. Ad esempio, l'accelerometro sul Merry-Go-'round poteva misurare 0,35 g.

4 Moltiplicare la lettura del passaggio precedente del 9,8 per convertire l'accelerometro a leggere per unità standard. Per coerenza con la buona pratica scientifica, stai cambiando per unità di metri al secondo quadrato. In particolare, uno g è 9,8 metri / sec ^ 2. Per l'esempio, 0,35 g = 0.35 x 9.8 = 3.4 metri / sec ^ 2.

5 Prendere la radice quadrata del prodotto dei tempi di accelerazione la distanza per calcolare la velocità lineare istantanea. Nell'istante della misura, l'accelerometro è in movimento perpendicolare al raggio di raccordo al centro di rotazione. La relazione tra la velocità lineare e la accelerazione misurata è data da v = sqrt (x raggio accelerazione). Per il problema esempio, questo è v = sqrt (3,4 x 2,5) = 2,9 m / sec.

6 Dividere la velocità lineare istantanea dal raggio in cui l'accelerometro è montato per convertire la velocità lineare di velocità angolare. La velocità angolare misura la velocità di rotazione, in radianti al secondo, ed è dato da omega = v / raggio. Per l'esempio, questo è omega = 2,9 / 2,5 = 1,2 al secondo, che è di circa 69 gradi al secondo, o una rotazione completa in circa cinque secondi - una piuttosto veloce merry-go-'round.