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