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用Python控制硬件 - 用加速度传感器ADXL335测量物体的共振频率

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linkong|  楼主 | 2019-11-29 17:20 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 linkong 于 2019-11-29 17:22 编辑

转载自知乎专栏:《用Python控制硬件》

物理学告诉我们,任何物体都会有共振现象(比如中学物理实验用到的音叉),共振频率点和其材料、质量、结构等因素相关,有的还有不止一个共振点(比如古代乐器编钟)。
为了定性定量地测量记录实验中的共振现象,这次演示用Shell Lab测试台软件配合MEMS加速度传感器芯片检测共振物体的频率。整套软硬件装置成本低廉,搭建容易,适合在教学实验中使用。
传感器ADXL335是AD公司产的三轴输出(模拟量输出,非数字式接口)MEMS加速度计,量程3G,X/Y/Z输出带宽最高1.6kHz(Z轴差一些,550Hz)。某宝可以直接购买模块评估板。

三个模拟量选择一路直接进入F4数采板,参考:
《用Python控制硬件35-自制二三十元成本的信号测量采集控制系统》


接线示意图:

需要特别注意的是传输线容易受工频干扰,所以需要选用带屏蔽层的多股线缆,屏蔽层在采集板一侧接地。因为只测量一路振动信号,所以取一路信号即可。

打开Shell Lab软件,仍然加载“daq / FFT analysis”例程,这里不再贴出代码,可以参考上面的链接。
需要修改几处:
CHANNEL = 0  # 输入通道
SAMPLE_RATE = 3200  # 修改采样率,芯片最高1.6k带宽,所以不用太高
PEAKS_LIMIT = 3  # 峰值标注的数量限制,不需要太高
和代码末尾处峰值标注的文字内容:
    # 增加峰值标注
    ...
        ...
        txt = '%f'%fft_x[idx]  # 标注频率值
        ...  
将传感器固定在被测系统上,敲击系统引起共振,观察频谱图的最高峰就是共振频率。



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沙发
aluoing| | 2019-12-3 18:20 | 只看该作者
好东西啊

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板凳
gaoyang9992006| | 2020-1-30 14:19 | 只看该作者
之前我也有类似想法做个传感器,利用一个震动电机,可以控制转速,然后通过一个振幅传感器测量振幅与转速的关系,测出来最大振幅点,即可得到被测物体的共振频率。

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linkong 2020-2-20 21:30 回复TA
从前做过类似的生产线工具:手持仪表量产时通过控制振动台扫频检测出壳体结构的共振特性,已运行多年了。 
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