Comment utiliser accéléromètres pour mesurer la vitesse angulaire

August 13

Comment utiliser accéléromètres pour mesurer la vitesse angulaire


Si vous avez déjà filé sur un-go-'round joyeux, se tenant à la barre pour empêcher de voler au large, vous avez senti l'accélération due à une vitesse angulaire. Généralement, les gens diront qu'ils se sentent une force centrifuge, une force de les pousser loin du centre de la rotation. En fait, la force centrifuge que vous ressentez est réellement votre perception d'une force centripète, une force qui pousse vers le centre, non loin. A force résulte en une accélération, il est donc très facile à utiliser un accéléromètre pour mesurer la vitesse angulaire.

Instructions

1 Monter l'accéléromètre à son axe de mesure se trouve sur un rayon à partir du centre de rotation. Autrement dit, si vous mesurez la vitesse angulaire d'un-go-'round joyeux, vous placez l'accéléromètre de sorte que son axe de mesure est le long d'une ligne allant du centre vers le bord de la plate-forme.

2 Mesurer la distance entre le centre de rotation de l'accéléromètre. Par exemple, vous pourriez mettre l'accéléromètre 2,5 mètres du centre d'un-go-'round joyeux.

3 Enregistrer l'accélération mesurée par l'accéléromètre. Typiquement, la tension est convertie en unités de "g", l'accélération due à la pesanteur à la surface de la Terre. Par exemple, votre accéléromètre sur le Merry-go-'round pouvait mesurer 0,35 g.

4 Multipliez la lecture de l'étape précédente de 9,8 pour convertir l'accéléromètre lecture à des unités standard. Par souci de cohérence avec les bonnes pratiques scientifiques, il vous changer les unités de mètres par seconde au carré. Plus précisément, un g est de 9,8 m / s ^ 2. Pour l'exemple, 0,35 g = 0,35 x 9,8 = 3,4 m / s ^ 2.

5 Prenez la racine carrée du produit des temps d'accélération du rayon pour calculer la vitesse linéaire instantanée. A l'instant de la mesure, l'accéléromètre se déplace perpendiculairement au rayon le reliant au centre de rotation. La relation entre la vitesse linéaire et l'accélération mesurée est donnée par V = sqrt (accélération x rayon). Pour le problème exemple, cela est v = sqrt (3,4 x 2,5) = 2,9 m / s.

6 Diviser la vitesse linéaire instantanée du rayon auquel l'accéléromètre est monté pour convertir la vitesse linéaire à la vitesse angulaire. La vitesse angulaire mesure la vitesse de rotation, en radians par seconde, et il est donné par omega = v / rayon. Pour l'exemple, il est omega = 2,9 / 2,5 = 1,2 par seconde, ce qui est d'environ 69 degrés par seconde, soit une rotation complète en environ cinq secondes - un manège'round assez rapide.