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如何用TiePIe加速度计测量加速度

加速度测量用于工业的许多分支,以检查和避免机械系统中的振动或跟踪移动物体。


为了测量加速度,可以使用几种不同的传感器,它们将加速度转换成电信号,可以用标准测量仪器测量。

TiePie 工程加速度计 TP-ACC20是测量两个方向静态和动态加速度的理想传感器。通过两个 BNC 连接器,加速度计 TP-ACC20 连接到测量仪器的两个输入端。通过测量仪器背面的 D-Sub 连接器向加速度计 TP-ACC20 供电。加速度计 TP-ACC20 - 09 具有用于连接仪器的 9 针 D-Sub 连接器。加速度计 TP-ACC20 - 25 具有用于连接仪器的 25 针 D-Sub 连接器。不需要额外的电缆或电源。加速度计 TP-ACC20 设计用于与以下仪器配合使用:


加速度计 TP-ACC20 - 09 加速度计 TP-ACC20 - 25
WiFiScope WS6 DIFF
WiFiScope WS6
WiFiScope WS5
手持示波器 HS6 DIFF
手持示波器 HS5 WiFiScope WS4 DIFF
手持望远镜 HS4 DIFF
手持望远镜 HS4
手持望远镜 HS3
汽车测试范围 ATS610004DW-XMSG
汽车测试范围 ATS605004DW-XMS
汽车测试范围 ATS610004D-XMSG
汽车测试范围 ATS605004D-XMS

此测量示例描述了使用多通道示波器软件 使用连接到 Handyscope HS4 的加速度计 TP-ACC20 执行的加速度测量。
设置硬件
首先,加速度计 TP-ACC20 的 D-Sub 连接器必须连接到 Handyscope HS4 后面板上的扩展连接器。此连接器为加速度计 TP-ACC20 提供所需的电源。
下一步是将信号电缆连接到 Handyscope HS4 的输入端。两条信号线采用颜色编码,红色为 X 方向的加速度信号, 黄色为 Y 方向的加速度信号。在此示例中,X 信号连接到 Ch1,Y 信号连接到 Ch2。
加速度计 TP-ACC20 可以测量两个轴上的加速度。对于初始校准,应放置加速度计 TP-ACC20,使两个轴都处于空闲状态,平行于地球表面。为此,请将加速度计 TP-ACC20 放置在稳定而不移动的表面上,标签朝上。
设置软件
输入灵敏度
当空闲且不移动时,加速度计 TP-ACC20 的输出偏移约为 1.4 V。加速度计 TP-ACC20 的典型输出灵敏度为每g 加速度 420 mV,范围约为 -2 至 +2 g。这将提供接近 2.5 V 的最大输出电压。这使得 4 V 范围成为通道最合适的输入范围。进行加速度测量时自动量程不方便,因此,通过单击所需通道的通道工具栏上的  自动量程按钮关闭自动量程 。
校准传感器
空闲且不移动时,加速度计 TP-ACC20 的输出偏移约为 1.4 V,输出灵敏度为 420 mV/ g。
要校准传感器,首先将其放置在稳定、不动的表面上,标签朝上。使用软件中的光标测量两个通道上的偏移电压。
 测量单位为 m/s 2
该软件当前设置为以 g 为单位显示测得的加速度。要以 m/s 2为单位显示测得的加速度,必须在增益/偏移 I/O 的设置中进行一些调整。
增益必须设置不同。假设 1 g 等于 9.81 m/s2,在上例中 X 轴增益/偏移 I/O 的增益必须设置为“9.81 * (1 / 0.40945)”。单位必须从“g”更改为“m/s2”。
准备测量
TiePie 工程多通道示波器软件现在已准备好测量加速度计正在经历的倾斜和加速度。
下面显示的测量是使用加速度计 TP-ACC20 在水平表面上滑动并撞到障碍物上进行的。测量数据和设置保存在多通道示波器软件TPS 文件中:
这个设置文件可以用多通道示波器软件打开。

设置偏移量
要补偿加速度计 TP-ACC20 的偏移,请右键单击增益/偏移 I/O 并选择输入偏移 → 用户定义...。然后输入测得的偏移值,乘以 -1。在此示例中,X 轴的偏移量为 1.4374 V,因此必须输入值“-1.4374”。
 
设置计量单位
由于重力可以表示为 g,因此测量单位也应为 g。要更改此设置,请右键单击增益/偏移 I/O 并选择设置单位...并输入“g”。
 
设置别名
为了简化对可显示的各种信号的识别,可以为 I/O 分配一个名称(别名)。右键单击 Gain/Offset I/O 并选择Set alias...并输入“X axis”。
 
连接 I/O
X 轴增益/偏移 I/O 现在可以使用了。将仪器的输入通道 Ch1 拖动到 X 轴上的 Gain/Offset I/O,然后拖动图形中的 Gain/Offset I/O。新图表直接以 g 为单位显示了一个轴上的加速度。现在可以从图中删除仪器的相应实时通道。有关详细信息,请参阅“创建和连接对象”。
设置输出范围
要自定义转换后的加速度计数据的可见范围,请右键单击增益/偏移 I/O 并选择设置输出范围...将可见范围设置为例如 +4 至 -4 g。
 



测速
当已知物体的加速度以及物体的初始速度时,使用加速度计很容易确定物体的速度。所要做的就是测量以 m/s 2为单位的加速度,并对测量数据进行积分以获得以 m/s 为单位的速度。多通道示波器软件具有可用于此任务 的集成 I/O 。
通过右键单击对象树中的 I/O 并选择Integrate来创建 Integrate I/O 。Integrate I/O 的别名可以设置为例如“X speed”。将单位设置为“米/秒”。然后将 X 轴 Gain/Offset I/O 拖到 Integrate I/O 上,并将 Integrate I/O 拖到图形上。
该图现在显示对象的速度,以 m/s 为单位。
测量位移
当物体的速度已知时,通过对速度进行积分可以很容易地确定该物体的位移。
再新建一个Integrate I/O,命名为“X position”,单位设置为“m”。现在将 X 速度集成 I/O 拖到 X 位置集成 I/O 上,然后将 X 位置集成 I/O 拖到图形上。
该图现在以米为单位显示对象的相对位置或位移。下图显示了使用加速度计 TP-ACC20 进行的测量,该加速度计在桌子上移动了大约 15 厘米。







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