Školní experimentální systém ISES

Akcelerometr

Modul akcelerometr ze soupravy ISES/ISESPRO je určen pro měření zrychlení v rozsahu cca -50 ms-2, +50 ms-2 (kalibrační meze jsou vyšší cca 60). Jedná se tzv. statický akcelerometr. Pokud je v klidu a je správně orientován, měří tedy i všudypřítomné tíhové zrychlení. Zrychlení měří v jedné ose. Je shodná s osou rotace čidla (vyznačena šipkou na modulu).

Elektronická konstrukce je založena na čipu, který má v sobě zaintegrováno malé hmotné tělísko ("setrvačnou hmotnost"), které působí na speciální tlakové senzory. Tato mechanicko elektronická konstrukce způsobuje, že je každé čidlo nepatrně odlišné. Doporučujeme provést na Vašem počítači přesnou kalibraci čidla.

V prosředí programu ISES-WIN se akcelerometr automaticky identifikuje (od 1.1. 1999). Majitelům starší verse ISES-WIN dodáme novější versi, resp. si mohou sami modifikovat původní soubor Module.map, který se vytvořil při instalaci v adresáři ISESWIN. Soubor je textový a modifikace se provede prostě tak, že na poslední řádky tohoto souboru dopíšeme bez uvozovek

A právě hodnoty -60 a +60 jsou kalibrační hodnoty, které ještě můžeme modifikovat. Při opětovném spuštění ISES WIN se modul již načte správně.

V prostředí programu ISES-DOS (tato verse se již dále nevyvíjí) se bohužel modul měřič magnetické indukce automaticky NEIDENTIFIKUJE. Modul sice bez problémů pracuje, ale popis osy y bude automaticky pouze standardní 0V, +5V. Budete-li chtít správný popis, nastavte v menu Parametry modulů např. v kanálu "A" : minimum: -60, maximum: 60, jednotky: ms-2. Pravděpodobně se vám nepodaří napsat jednotky ms-2 . Potvrdíme OK. Při měření pak budou správné jednotky i meze. Konfiguraci celého experimentu s akcelerometrem včetně celkového času, vzorkovací frekvence, zobrazení aj. si uložte do ".cfg" souboru, příkazem menu Parametry ulož. Při příštím měření použijte vaši konfiguraci z menu Parametry načti. A budete mít okamžitě modul akcelerometr i s vaším nastavením k dispozici.

Parametry:
Rozsah cca -50 ms-2, +50 ms-2
Přesnost 1 % z rozsahu
Frekvenční rozsah 100 Hz

Kalibrace:
Jako kalibrátor využijeme tíhové zrychlení Země g = 9,81 ms-2. Spustíme program ISES-DOS (resp. ISES-WIN) - nastavení např. 10s, 100 Hz, opakování zapnuto, zobrazení časové, GRAFické i DIGItální. Otevřeme menu Parametry modulů a napoprvé nastavíme např. tyto hodnoty - minimum: -60, maximum: 60, jednotky ms-2. Potvrdíme OK a ještě jednou OK na celé okno. Bude se měřit tíhové zrychlení jak graficky, tak digitálně. Nastavte čidlo kolmo nahoru a poté kolmo dolů. V prvém případě byste měli naměřit -9,81 ms-2 a ve druhém 9,81 ms -2 , uvažujte přesnost cca 1 %. Pravděpodobně se to na poprvé nepodaří a bude třeba měnit kalibrační meze např. na hodnotu -62, +62, resp. někdy jsou třeba i trochu nesymetrické meze např. -63, +68. Variujte meze tak dlouho, až naměříte ve směru nahoru 9,81 ms-2 a ve směru dolů - 9,81 ms -2.
Akcelerometr připevňujeme k tělesu, jehož zrychlení měříme, šroubem nebo matičkou M5. Pozor na délku šroubu - max. 5 mm.

Použití:
V prostředí programu ISES-DOS, resp. ISES-WIN můžeme začít jednoduchými experimenty, kdy měříme zrychlení na pohybujících se tělesech - vzduchová dráha, kmity na pružině, prostý volný pád aj. Protože máme k dispozici siloměr, akcelerometr, snímač polohy, ať již mechanický nebo sonar, je možné proměřit celou mechaniku. Definované zrychlení lze realizovat např. kmitajícím reproduktorem s velkým zdvihem membrány. (Frekvenční charakteristika akcelerometru je do 100 Hz).