Tiepie Acceleratiemeter -2G tot +2G dual axis.

 

  • De Accelerometer is een goedkope, energiezuinige dubbelassige versnellingsopnemer (acceleratie meter) waarvan de uitgangsspanning afhankelijk is van de gemeten versnelling. De Accelerometer kan zowel positieve als negatieve versnellingen meten tot ±2 g.
  • De Accelerometer is geschikt om statische versnellingen, zoals de zwaartekracht, te meten, maar is ook prima in staat dynamische versnellingen te registreren (vibraties etc.). Doordat de Accelerometer statische versnellingen kan meten is de Accelerometer ook meteen geschikt als hellingssensor.
  • De Accelerometer kan aangesloten worden op de Handyscope HS3 of hogere typen. De twee BNC-connectoren zijn de uitgangen van de Accelerometer en de 25-pins D-Sub connector wordt gebruikt om de Accelerometer te voeden.
 

 
 Hardwarespecificaties Dubbelassige Accelerometer
Dubbelassige Accelerometer
Connectoren
 
2 x BNC
25 pins D-Sub
Gevoeligheid 167 mV/g
Voeding 1 mA vanuit de uitbreidingsconnector
Kabellengte 2.5 meter (98 inch)
Afmetingen 30 mm breedte
17 mm hoogte
70 mm lengte
Gewicht 243 gram (8.6 ounce)
Kleur Grijs
 

Meten met een accelerometer

Introductie

Versnellingsmetingen worden gebruikt in diverse takken van de industrie, om trillingen in mechanische systemen te meten en te voorkomen of om bewegende objecten te monitoren.

Om een versnelling te meten, zijn diverse sensoren beschikbaar, die een versnelling omzetten in een elektrisch signaal, dat met een standaard meetinstrument gemeten kan worden.

Benodigdheden

versnellingsmeter met snoeren

De TiePie engineering Dubbelassige Accelerometer is de ideale sensor voor het meten van statische en dynamische versnellingen in twee richtingen. De Dubbelassige Accelerometer is ontworpen om samen met de Handyscope HS3, Handyscope HS4 of Handyscope HS4 DIFF gebruikt te worden. Door middel van twee BNC-connectoren wordt de Dubbelassige Accelerometer op twee ingangen van het meetinstrument aangesloten. De voeding voor de Dubbelassige Accelerometer wordt aangesloten op de 25-polige Sub-D-connector op de achterzijde van meetinstrument (van de HS3 of HS4). Verdere kabels of voedingen zijn niet nodig.

Dit meetvoorbeeld beschrijft een versnellingsmeting met de Dubbelassige Accelerometer, aangesloten op een Handyscope HS4, met gebruik van de Multi Channel software.

Aansluiten van de hardware

Sluit eerst de 25-polige sub-D-connector van de Dubbelassige Accelerometer aan op de extensieconnector aan de achterkant van de Handyscope HS4 aan. Deze aansluiting verzorgt de benodigde voeding van de Dubbelassige Accelerometer.

De volgende stap is het aansluiten van de signaalkabels op de ingangen van de Handyscope HS4. De twee signaalkabels zijn met kleuren gecodeerd, zwart voor het versnellingssignaal in X-richting, blauw voor het versnellingssignaal in Y-richting. In dit voorbeeld is het X-signaal verbonden met Ch1 en het Y-signaal met Ch2.

De Dubbelassige Accelerometer kan versnellingen langs twee assen meten. Om de Dubbelassige Accelerometer te ijken, moet deze zodanig geplaatst worden dat beide assen geen versnelling ondergaan, dus parallel aan het aardoppervlak. Plaats de Dubbelassige Accelerometer daartoe op een stabiele, niet bewegende ondergrond, met het label omhoog.

Instellen van de software

Ingangsgevoeligheid

Wanneer de Dubbelassige Accelerometer niet beweegt, hebben de uitgangen een offsetspanning van ongeveer 1.5 Volt. De Dubbelassige Accelerometer heeft een uitgangsgevoeligheid van ongeveer 169mV/g versnelling en een bereik van -2 g .. +2 g. Dit geeft een uitgangsspanning die in de buurt van 2 Volt kan komen. Om voldoende ingangsbereik te hebben, is een geschikt ingangsbereik van het meetinstrument het 4 Volt-bereik. Autoranging is niet handig bij het meten van versnellingen, daarom wordt autoranging uitgeschakeld, door op de groene knop AR op de kanaaltoolbar van de gewenste kanalen te klikken.

IJken van de sensor

Wanneer de Dubbelassige Accelerometer niet beweegt, hebben de uitgangen een offsetspanning van ongeveer 1.5 Volt en een uitgangsgevoeligheid van ongeveer 169mV/g.

Om de sensor te ijken moet deze op een stabiel, niet-bewegende ondergrond geplaatst worden, met het label omhoog. Gebruik de cursors in de software om de offsetspanning te bepalen op beide kanalen.

Acceleration offset 
  measurement

In de bovenstaande schermafdruk is de offsetwaarde van Ch1 1.499 Volt en van Ch2 1.530 Volt.

Om de gevoeligheid te ijken moet een bekende versnelling uitgevoerd worden en de uitgangsspanning dan gemeten worden. Omdat de Dubbelassige Accelerometer in staat is statische versnellingen te meten, kan hiervoor de zwaartekracht van de aarde gebruikt worden. Deze is 1 g.

Plaats, om de zwaartekracht van de aarde te meten, de sensor op een stabiele, niet bewegende ondergrond, met de X-as parallel aan het aardoppervlak en de Y-as omhoog wijzend, loodrecht op het aardoppervlak. In de bovenstaande foto ligt de X-as parallel aan het aardoppervlak en de Y-as wijst loodrecht omhoog. De Y-as ondergaat nu een statische versnelling van +1 g, meet de bijbehorende uitgangsspanning op Ch2.

Draai nu de sensor 180 graden rond de X-as, de Y-as wijst nu loodrecht omlaag. De sensor ondergaat nu een statische versnelling van -1 g, meet weer de bijbehorende uitgangsspanning op Ch2.

Herhaal dit met de Y-as parallel aan het aardoppervlak en de X-as omhoog en omlaag wijzend en meet de bijbehorende spanningen op Ch1.

Uiteindelijk zijn zes spanningen gemeten: +1 g, 0 g en -1 g, op beide assen:

  -1 g 0 g +1 g
X-as 1.330 V 1.499 V 1.651 V
Y-as 1.368 V 1.530 V 1.688 V

De gevoeligheid van een as kan nu berekend worden met:

gevoeligheid = (V+1 g - V-1 g) / 2

Dit resulteert in de volgende gevoeligheden: X-as = 160.5 mV/g en Y-as = 160 mV/g

Omrekenen van de gemeten waarden

Wanneer het signaal van de Dubbelassige Accelerometer direct weergegeven wordt, zal de oscilloscoop spanningen in Volt weergeven, geen versnellingen in g's of m/s². Om de gemeten versnellingen in g of m/s² weer te geven, moeten de gemeten waarden eerst omgerekend worden.

Voor het omrekenen van de gemeten waarden wordt voor ieder kanaal van de Dubbelassige Accelerometer een Versterking/Offset I/O gebruikt. Maak deze aan door met de rechter muisknop op I/O's in het objectscherm te klikken en Versterking/Offset te kiezen.

Omdat alle handelingen voor beide kanalen gelijk zijn, wordt in dit voorbeeld alleen het instellen van de X-as, Ch1, aangegeven.

Instellen van de versterking

Zoals eerder bepaald, heeft de sensor in ons voorbeeld een X-as-gevoeligheid van 160.5 mV/g. Om de meetwaarden rechtstreeks in g's weer te geven, moeten deze vermenigvuldigd worden met 1 / 0.1605 = 6.230. Klik met de rechter muisknop op de X-as Versterking/Offset I/O en kies Versterking -> Zelf instellen.... Het is niet nodig de gewenste waarde uit te rekenen, de Versterking/Offset I/O kan dit zelf, dus vul eenvoudig "1 / 0.1605", "1/160.5m" of "1/160m5" in.

Enter gain

Instellen van de offset

Klik, om de offset van de Dubbelassige Accelerometer te compenseren, met de rechter muisknop op de X-as Versterking/Offset I/O en kies Ingangs-Offset -> Zelf instellen.... Vul dan de gemeten offsetwaarde in, vermenigvuldigd met -1. In dit voorbeeld is de offset van de X-as 1.499 Volt, dus moet er een waarde van -1.499 ingevuld worden.

Enter offset

Instellen van de meeteenheid

Omdat versnelling in g aangegeven kan worden, moet de meeteenheid ook in g ingesteld worden. Klik met de rechter muisknop op X-as Versterking/Offset I/O en kies Stel eenheid in... en vul "g" in.

Enter unit of measure

Instellen van de naam

Om herkenning van de verschillende signalen te vereenvoudigen, is het mogelijk een eigen naam (alias) aan een I/O te geven. Klik met de rechter muisknop op X-as Versterking/Offset I/O en kies Stel alias in... en vul "X-as" in.

Enter alias

Verbinden van de I/O

De X-as Versterking/Offset I/O is nu klaar voor gebruik. Sleep ingang Ch1 van het instrument op de Versterking/Offset I/O en sleep daarna de Versterking/Offset I/O in de grafiek. De nieuwe grafiek toont de versnelling langs 1 as, direct in g. Het overeenkomstige kanaal kan nu uit de grafiek verwijderd worden. Kijk, voor meer informatie, bij "Objecten maken en onderling verbinden".

Instellen van het uitgangsbereik

Om het zichtbare bereik van de omgerekende versnellingsgegevens aan te passen moet met de rechter muisknop op Versterking/Offset I/O geklikt worden en Stel uitgangsbereik in... gekozen worden. Stel het bereik in op bijvoorbeeld +4 .. -4.

Enter output 
  range

Meten in m/s²

De software is nu zodanig ingesteld dat gemeten versnellingen in g weergegeven worden. Om de gemeten versnellingen in m/s² weer te geven, moeten een paar wijzigingen in de instellingen van de Versterking/Offset I/O gemaakt worden.

De versterking moet aangepast worden. Er vanuit gaande dat 1 g overeenkomt met 9.81 m/s², moet de versterking op "9.81 * (1 / 0.1605)" gezet worden, in het bovenstaande voorbeeld. De meeteenheid moet veranderd worden van "g" naar "m/s²" en het uitgangsbereik moet ook aangepast worden naar bijvoorbeeld +30 .. -30.

Klaar om te meten

De TiePie engineering Multi Channel software is nu klaar om zowel de hellingen als de versnellingen die de Accelerometer ondervindt te meten.

De onderstaande meting is gemaakt met een Dubbelassige Accelerometer schuivend over een horizontaal oppervlak en dan tegen een obstakel aan botsend.

De meting en de instellingen zijn opgeslagen in een Multi Channel software setfile: acceleration measurement.TPS. Deze setfile kan zowel met de volledige versie als de demoversie van de Multi Channel software geopend worden.

Versnellingsmeting

Meten van snelheid

Wanneer de versnelling van een instrument en ook de beginsnelheid van een object bekend zijn, is het eenvoudig de snelheid van het object te bepalen met behulp van een versnellingsopnemer. Het enige dat gedaan moet worden is de versnelling in m/s² te meten en dit te integreren om de snelheid in m/s te krijgen. De Multi Channel software heeft een Integratie I/O die gebruikt kan worden voor deze taak.

Maak een Intgratie I/O door met de rechter muisknop op I/O's in het objectscherm te klikken en Integratie te selecteren. De alias van de integrator kan op bijvoorbeeld "X-snelheid" gezet worden en de eenheid op "m/s". Sleep dan de X-as Versterking/Offset I/O op de Integratie I/O en sleep de Integratie I/O in de grafiek.

De grafiek geeft nu de snelheid van het object weer, in m/s.

Meten van verplaatsing

Wanneer de snelheid van een object bekend is, kan de verplaatsing van dat object eenvoudig bepaald worden door de snelheid van het object te integreren.

Maak nog een Integratie I/O, noem hem "X-positie" en zet de eenheid op "m". Sleep de X-snelheid Integratie I/O op de op de X-positie Integratie I/O en sleep de X-positie I/O in de grafiek.

De grafiek toont nu de relatieve positie, of verplaatsing, van het object, in m. De volgende afbeelding toont een meting met een Dubbelassige Accelerometer, die ongeveer 10 cm verschoven werd over een tafel.

Verplaatsingmeting

 
BESTELNUMMER: PRIJS: Exclusief   BTW
BESTELNUMMER:15-ACCELERO PRIJS: €  310.00  

 

 

HOME TIEPIE PICOSCOPE

(C) 2011  DDS Scope Trading Alle rechten voorbehouden.   ( TUSSENTIJDSE PRIJSWIJZIGINGEN VOORBEHOUDEN )