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加速度の測定方法について
- 物体に負荷をかけて転がした時のロードと変位を測定し、その結果から時系列での加速度を算出する方法を検討しています。
- 測定機のロードと変位のサンプリング速度は0.1秒で、変位の分解能は0.1mmです。
- 加速度を算出する方法として、F=maの関係からロードと物体の質量を用いるか、変位と時間の関係から速度を出し微分する方法を考えています。
- 機械設計
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＞測定機のﾛｰﾄﾞと変位のｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ速度は0.1s、変位は分解能0.1mm、･････ 手押し(速度)によるレベルとしては十分のように思えますが、衝撃等が 加わると思わぬ挙動を示します。計測物体の速度変動が許容幅に収まってい るか確認下さい。 ＞F=maの関係でロードと物体の質量から算出するか、･････ 計測物体への作用力に漏れが無いか確認が必要です。摩擦やその他の外力に ついて、再確認してください。見積誤差はそのまま結果に影響します。 以上の条件を満足すれば加速度を算出可能です。
先ず、シンプルに考えましょう。 ある物体を手押しで負荷をかけて転がした時の速度の変化を時系列的に求めます。 0.1sec毎に速度が求まり、それを表にします。 速度が変化した時に、加速度（減速度？、負の加速度）が生じた事になります。 そして、ある物体の重量とその加速度から、手押しでの負荷（Ｆ[N]）が求まります。 正確には、 ＊ 速度を維持する力（Ｆ1[N]）を求める 摩擦損失、抵抗、路面傾斜損失、等々で求める ＊ 速度が変化した加速に要した力（Ｆ2[N]）を求める そして、Ｆ1[N]＋Ｆ2[N]で、手押しでの負荷（Ｆ[N]）が求まります。 物理や機械工学（力学）の基本なので、その分野の資料確認して算出下さい。 参考のURLを添付しておきます。
サンプリング時間毎の変位（位置）データがあるのですから、加速度は計算 できます。変位（位置）を時間で微分したものが速度、変位（位置）を 時間の２次微分したものが加速度です。 ただし、得られる値は、サンプリング時間毎の平均加速度になります。 サンプリング時間が、システムの挙動を表すのに十分小さな時間であれば、 変位を２次微分した値は、有効なものと思います。 ただし、サンプリング時間の間に、瞬時加速度が大きく変化し、その瞬時値 がシステムの挙動を表すのに必要な情報であれば、ご提示の方法は不適切と 言うことになると思います。
