will mit tri-axial sensor die lage bestimmen. wie geht das? links?
Einfach die Messergebnisse zweimal integrieren und dann feststellen, dass da noch zwei Unbekannte drin sind. Was genau hast du vor?
mit den projektionen des g-vektor sollte es doch möglich sein, die lage d.h die drei winkel bezüglich der achsen zu bestimmen.
Sorry, habe Lage mit Position verwechselt - my fault! Je nachdem ob und wie der Sensor kalibriert werden muss, sollte das funktionieren - zumindest solange das Objekt keine Geschwindigkeitsänderung erfährt.
Liefern die meisten Beschleunigungssensoren nicht Winkelinformationen relativ zu g?
>Liefern die meisten Beschleunigungssensoren nicht Winkelinformationen >relativ zu g? Wie sollen die das denn machen??? Die wissen doch garnicht in welcher Richtung der Erdmittelpunkt ist. 3-Achse-g-Sensoren haben ein internes xyz-Koordinatensystem. Und diese messen die Beschleuningung in diesen drei Richtungen. Liegt, das Ding auf einem horizontalen Tisch, dann zeigt der für z=1g an. Wenn du den langsam über eine Kante kippst, dann wird z langsam kleiner und x (oder y) langsam größer. Vektorrechnung! Das das jetzt von der Erdbeschleunigung herrührt, oder davon, dass einer gegen den Tisch haut, weiß der IC nicht... Seite 13 unten: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADXL330.pdf
Womit bestimmt man dann am besten die Lage? Magnetfeld? Was gibt es da an günstigen Bauteilen?
Habe ich jetzt gerade eine Hänger? Eine Beschleunigung liegt doch nur dann vor, wenn sich der Bewegungszustand ändert! Aber hier wird von einigen über Beschleunigungssensoren so geredet, als wenn sie die Erdbeschleunigung mit der Gewichtskraft gleichsetzen. D.h. im Ruhezustand (relativ zu einem Punkt der Erdoberfläche) würde ein Beschleunigungssensor 1g anzeigen. Das leuchtet mir nicht so recht ein, da ja keine Bewegung und keine Beschleunigung stattfindet. Kann mich da mal jemand aufklären?
> Wie sollen die das denn machen??? Die wissen doch garnicht in welcher > Richtung der Erdmittelpunkt ist. Solange der Beschleunigungssensor sich nicht bewegt, messt er 1 g! Damit weiss er wo der Erdmittelpunkt liegt...
@Spinne Die Beschleunigungssensoren messen die Beschleunigung über Kraft/Druckänderungen. Die Schwerkraft ist immer da. Daher misst er immer 1 g. Der Sensor liefert nur dann 0 g zurück, wenn er frei fällt.
Hab zwar selbst noch nichts mit Beschleunigungssensoren gemacht, aber wenn dieser wirklich die Beschleunigung als Messergebnis liefert und dabei still auf nem Tisch liegt, dann muss er eigentlich 0 liefern. Weil F=m*a, m=const, F=0 (Gewichtskraft=Gegenkraft von Tisch, sonst würde er ja einbrechen). ---> 0=const*a --> a = 0. mfg Edit: Wenn er frei fällt, dann wird er ja offensichtlich mit g beschleunigt, und nicht mit 0!
>Edit: Wenn er frei fällt, dann wird er ja offensichtlich mit g >beschleunigt, und nicht mit 0! Sechs. Setzen. Siehe meinen Link hier: Beitrag "Re: Lagebestimmung mit Beschleunigssensor" >Solange der Beschleunigungssensor sich nicht bewegt, messt er 1 g! Damit >weiss er wo der Erdmittelpunkt liegt... Soweit richtig. Nur weißt du nicht, ob er sich bewegt! >D.h. im >Ruhezustand (relativ zu einem Punkt der Erdoberfläche) würde ein >Beschleunigungssensor 1g anzeigen. Das leuchtet mir nicht so recht ein, >da ja keine Bewegung und keine Beschleunigung stattfindet. Ja, tut er auch. Siehe Link.
Also gut, dann sind das keine Beschleunigungssensoren, sonderen Kraftsensoren. Geht aber wohl nicht anders, weil es keine andere Messmethode gibt.
Reinhard Biegel wrote: > F=m*a, m=const, F=0 (Gewichtskraft=Gegenkraft von Tisch, sonst würde er > ja einbrechen) Falsch! F ist die Kraft die der Tisch aufbringt, um gegen das Gewicht, das auf ihm steht zu drücken. Du kannst den Tisch praktisch wie eine sehr steife Feder sehen. somit ist a =! 0
>Also gut, dann sind das keine Beschleunigungssensoren, sonderen >Kraftsensoren. NEIN!
>Hab zwar selbst noch nichts mit Beschleunigungssensoren gemacht, aber >wenn dieser wirklich die Beschleunigung als Messergebnis liefert und >dabei still auf nem Tisch liegt, dann muss er eigentlich 0 liefern. Weil >F=m*a, m=const, F=0 (Gewichtskraft=Gegenkraft von Tisch, sonst würde er >ja einbrechen). ---> 0=const*a --> a = 0. Nicht wirklich. Die Erdbeschleunigung wirkt immer. Wäre a = 0 dann könnte man den Tisch weg ziehen und der Sensor würde dennoch nicht runter fallen. Wir alle wissen aber, dass dies anders ist, der Sensor fällt definitiv runter. Wie Alexander schon schrieb "drückt" der Tisch mit gleicher Kraft gegen den Sensor damit dieser nicht "durch" den Tisch fällt. Das ist das Aktion-Reaktion-Prinzip, Newtonschen Axiome möchte ich hier nur mal als Stichwort sagen...;)
ich beantworte meine Frage halt selber..: roll=arctan(y-wert/z-wert); pitch=arctan(-x-wert/z-wert); roll ist dabei der winkel um die x-achse, pitch um die y-achse. mit einem accelerometer kann man diese winkel bestimmen. nur der yaw winkel (winkel um z-achse) muss man auf irgeindeine andere art (bsp kompass, gyro integrieren) bestimmen. kann mir das jemand so bestätigen? grüsse fred
>kann mir das jemand so bestätigen?
Nein. Weil der x/y/z-Wert nur dann (für deine FOrmeln) korrekte Werte
anzeigt, wenn der Sensor selbst nicht beschleunigt/verzögert wird...
Das kannst du allerdings (nur aus diesen Sensordaten) nicht
feststellen..
Wenn ein Körper ruht, so ist die Beschleunigung a eines jeden materiellen Punkts im Körper = 0. Das sieht man doch schon an der Einheit der Beschleunigung m/s²... Wäre a !=0, müsste der Körper seine Geschwindigkeit pro Sekunde um einen Faktor x € R ändern. Ist er in Ruhe, hat er erfährt er somit auch keine Beschleunigung. Die Gegenkraft des Tisches hat nichts mit dem Körper selbst zu tun. Das ist ein erweitertes Bezugssystem. Die Gewichtskraft F des Körpers und die Gegenkraft -F des Tisches greifen in zwei verschiedenen materiellen Punkten an!!! Zwar im gleichen geometrischen Punkt, jedoch aber in ungleichen materiellen Punkten. @Reinhard Biegel (brainstorm) Somit stimmt es nicht, dass F = 0 ist. Nach Deiner Aussage gäbe es dann ja nie irgendwo eine Kraft, denn jede Kraft erzeugt eine Gegenkraft. Dann wären alle Kräfte Null. Dem ist aber nicht so, da Kraft un Gegenkraft in verschiedenen materiellen Punkten wirken!!! Kräfte lassen sich nur addieren, wenn sie im gleichen materiellen Punkt angreifen. @Michael Du kannst nicht einfach vernachlässigen, dass der Körper auf einem Tisch liegt und sagen, dass a != 0 ist. Wenn kein Tisch da ist, ist das was anderes als wie wenn einer da ist. Wenn Du gegen eine geschlossene Tür drückst übst Du eine Kraft auf sie aus, analog zum Körper, der auf dem Tisch liegt. Beide sind in dem Moment in Ruhe (a = 0). Öffnet jemand die Tür von innen, erfährst Du eine Beschleunigung und zwar erst dann. Gleiches gilt beim Wegziehen des Tisches... Daniel
Hi Bevor ihr euch weiter in die Theorie versteigt, mal das Datenblatt eines realen Sensors. Und der misst in Ruhelage 1g. Wie alle anderen auch. MfG Spess
Wie hier bereits richtig bemerkt wurde gilt: F=m*a wenn also a=0 ist folgt daraus F=0. Wenn jetzt also für jeden Körper der still auf dem Tisch liegt die Beschleunigung 0 ist, so wirkt auf ihn keine Kraft und ich könnte den Tisch wegnehmen und der Körper würde in der Luft stehen bleiben. Martin
@Spess: Sinvoller Beitrag - danke! Das ist nämlich der Punkt: Die üblichen Beschleunigungssensoren messen auch die Erdanziehung. Anders gesagt: Es sind keine differenziellen Beschleunigungssensoren. Es wurde ja bereits auch festgestellt: Beschleunigungssensoren können als Neigungssensoren eingesetzt werden, wenn keine zusätzlichen Beschleunigungen auftreten. Das Auftreten von zusätzlichen Beschleunigungen kann man ermitteln, indem man die Messwerte differenziert: Die Bedingung: Betrag (Akueller Messwert - Voriger Messwert) < Schranke bedeuted: Es ist keine zusätzlichen Beschleunigungen aufgetreten (sofern die Abtastung schneller als die größte Beschleunigungsänderung erfolgt). Dazu einfach mal reale Sensoren: http://www.sander-electronic.de/be00006.html und Gyros (ich krieg Hunger): http://www.sander-electronic.de/be00040.html @Lupin: Sieh mal hier: http://www.speakesensors.co.uk/ Dort findest Du erschwingliche Fluxgate-Magnetometer. Gruß, Nils
Martin S. wrote: > Wenn jetzt also für jeden Körper der > still auf dem Tisch liegt die Beschleunigung 0 ist, so wirkt auf ihn > keine Kraft und ich könnte den Tisch wegnehmen und der Körper würde in > der Luft stehen bleiben. Wenn der Körper auf dem Tisch liegt, dann wirkt auf ihn IN SUMME keine Kraft. Wenn du dann den Tisch entfernst, fehlt dessen Gegenkraft und der Körper wird mit F=m*a beschleunigt. @spess53: Dann misst der Sensor aber in Wirklichkeit nicht die Beschleunigung, die auf ihn wirkt. Wirkt auf einen Körper eine Kraft und hat er eine Masse != unendlich, so wird er beschleunigt. Egal, ob er wo drauf liegt oder nicht. @Daniel R.: siehe meine Antwort an Martin S. In Summe wirkt keine Kraft. Natürlich wird der Körper aber von der Erdanziehungskraft auf den Tisch gedrückt. Edit: Also ich glaub eher dem Newton als dir gg „Kräfte treten immer paarweise auf. Übt ein Körper A auf einen anderen Körper B eine Kraft aus (actio), so wirkt eine gleichgroße, aber entgegen gerichtete Kraft von Körper B auf Körper A (reactio).“ http://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsche_Axiome @Michael: > Nicht wirklich. Die Erdbeschleunigung wirkt immer. Nagel mich nicht drauf fest, aber ich behaupte mal, die Erdanziehung (Gravitation) wirkt hier bei uns immer. Die Erdbeschleunigung ist eine Folge davon (und nur dann vorhanden, wenn der Körper nicht daran durch eine Gegenkraft gehindert wird). @Alexander: OK...der Tisch ist wie eine Feder. Dann wird aber die Tischplatte beim Darauflegen des Körpers so lange gebogen, bis sie eine gleich große Gegenkraft erzeugt, die den Körper dann in seiner Lage hält. Bis diese erreicht ist, ist die Beschleunigung von mir aus != 0. @Spinne: Danke! @Matthias: Nein ich setzt mich nicht. Außerdem gehts bei uns in AT nur bis 5 :-) mfg
@Reinhard Biegel Jetzt lass mal den Tisch: Während Du an Deinem Rechner sitzt, wirkt auf Dich in etwa 1g. Deine Muskeln müssen Dich gegen die Schwerkraft aufrecht halten, damit Du nicht vom Stuhl fällst. Du kannst ja eine Gegenbeschleunigung erzeugen, die Dich abheben lässt. Wie groß müsste diese Beschleunigung sein? Genau: > -1g Diese Verhältnisse spiegelt der Beschleunigungssensor wider. Gruß, Nils
Nils wrote: > Du kannst ja eine Gegenbeschleunigung erzeugen, die Dich abheben lässt. Kann ich leider nicht ;-) > Wie groß müsste diese Beschleunigung sein? Genau: > -1g Klar, aber in Summe muss auf mich zum Abheben eine Beschleunigung <0g wirken (zur Erde hin positiv gezählt). > Diese Verhältnisse spiegelt der Beschleunigungssensor wider. Wie gesagt, ich hab selbst noch nicht mit Beschleunigungssensoren gearbeitet. Ich glaube euch schon, dass sie in Ruhelage 1g ausgeben! Ihr müsst aber wohl auch eingestehen, dass dies NICHT den physikalischen Umständen entspricht. F = m * a bleibt gültig, solange nicht jemand einen einzigen Gegenbeweis antritt (nur im Nichtrelativistischen natürlich). mfg Reinhard
Also ich meine das hier viele Kraft mit Beschleunigung verwechseln. Wikipedia: Beschleunigung ist die Änderung der Geschwindigkeit eines Körpers. Sind wir uns soweit einig? Wenn ein Körper seine Geschwindigkeit nicht ändert, dann ist die Beschleunigung 0g. Noch einigungsfähig? Warum die 1g Messung eines Beschleunigungssensors in Ruhe? Weil, das Messprinzip, darauf beruht, die Kraft eines (in seinem Inneren befindlichen Körpers) zu messen, die auftritt, wenn der Sensor beschleunigt wird. OK? Aber: Weil diese, durch die Trägheit verursachte Kraft, von einer durch Gravitation erzeugt Kraft, mit diesem Messprinzip nicht zu unterscheiden ist zeigt er in senkrechter Richtung eine Beschleunigung an. Zustimmung? Wird der Sensor aber in dieser Richtung nicht beschleunigt, sondern nur dem Schwerefeld ausgesetzt, ist das Messergebnis falsch. Es wirkt zwar eine Kraft auf den Sensor aber er wird nicht beschleunigt.
>Aber: Weil diese, durch die Trägheit verursachte Kraft, von einer durch >Gravitation erzeugt Kraft, mit diesem Messprinzip nicht zu unterscheiden >ist zeigt er in senkrechter Richtung eine Beschleunigung an. Das sollte durch kein Messprinzip zu unterscheiden sein! Darauf fußt nämlich die Allg. Relativitätstheorie.
Hallo Reinhard, hallo Spinne, die Schwierigkeit bei der Interprätation entsteht doch nur, durch die Verwendung des Kraftbegriffs: Eigentlich ist die Kraft die Änderung des Impuls und so argemeniert, bleibt alles Widerspruchsfrei. Das Problem ist die Doppeldeutigkeit des Beschleunigungsbegriffs: Da gibt es einerseits die Deutung dv/dt, andrerseits die Identifikation der Beschleunigung mit der Wirkung auf eine 'Einheitsmasse'. Letztere Interprätation klingt ja durch, wenn man von G-Kräften in Flugzeugen oder eben vom freien Fall spricht, in dem v stationär, somit a=0 wird. Die ganze Argumentation mit dem Tisch löst sich auf, wenn man nicht die Kraft, sondern die potenzielle Energie, also das Wegintegral der Kraft betrachtet: Die ist bei Deinem Tisch m mal g mal h und so sieht man: Bei einem Gegenstand, der auf einem Tisch liegt ist zwar dv/dt = 0 aber in den Energieinhalt, den dieser Gegenstand besitzt, fließt die Erdbeschleunigung g ein. Ich denke, dass man an dieser Diskussion deutlich sieht, dass der Kraftbegriff einige Fallstricke hat und der Energiebegriff deutlich gutmütiger ist - auch wenn alle erzählen, Kräfte seien ja so anschaulich. >> Du kannst ja eine Gegenbeschleunigung erzeugen, die Dich abheben lässt. > Kann ich leider nicht ;-) Das wird dann das nächste Projekt: Ein Levitations-Sensor mit Akku-Ladestandsanzeige... Gruß, Nils
Die Beschleunigungssensoren messen Kraft/Druckänderungen, um die Beschleunigung zu ermitteln. Wenn der Sensor frei runterfällt, dann hat er keinen Bezugspunkt mehr, um Kraft zu messen. Daher -> 0 g.
Die Beschleunigung hat meiner Ansicht nach keine Doppeldeutigkeit. Wird eine Masse beschleunigt, dann wirkt auf sie eine Kraft. Punkt. > Die ganze Argumentation mit dem Tisch löst sich auf, wenn man nicht die > Kraft, sondern die potenzielle Energie, also das Wegintegral der Kraft > betrachtet: Die ist bei Deinem Tisch m mal g mal h und so sieht man: > Bei einem Gegenstand, der auf einem Tisch liegt ist zwar dv/dt = 0 aber > in den Energieinhalt, den dieser Gegenstand besitzt, fließt die > Erdbeschleunigung g ein. Wegintegral über die Kraft ist schon richtg. Aber nur weil g ins Ergebnis mit einfließt, heißt das noch lange nicht, dass g auf den Körper wirkt. Ich bin zwar nicht so ein Fan von Referenzen auf Wikipedia, aber hier noch was: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdbeschleunigung Im zweiten Satz: "Sie gibt an, welcher Beschleunigung ein Körper beim freien Fall im Erdschwerefeld unterliegt." mfg Reinhard
@ Nils Ich meine nur ein Beschleunigungssensor soll (idealerweise) Beschleunigungen messen, jedoch keine Kräfte, keine Energien. Bei Beschleunigungen in einem Schwerefeld geht das anscheinend nicht anders, aber blöd ist das schon. ;-) Das aber war mein Ausgangspunkt: Das ein Sensor in Richtung des Erdmittelpunktes 1g anzeigt, fand ich seltsam. Das, das aufgrund des Messprinzips nicht anders geht. OK. Habe ich jetzt geschnallt. [troll] Ist aber trotzdem falsch, weil eben keine Beschleunigung vorliegt. [/troll] Na ja. Haben wir ja jetzt abgekaut.
> Wegintegral über die Kraft ist schon richtg. Aber nur weil g ins > Ergebnis mit einfließt, heißt das noch lange nicht, dass g auf den > Körper wirkt. Ne, schon klar: Größen, die in eine Gleichung einfließen, haben fast nie physikalische Relevanz. ... ich mach mir die Welt, wiede wiede wie sie mir gefällt ...
Nils wrote: >> Wegintegral über die Kraft ist schon richtg. Aber nur weil g ins >> Ergebnis mit einfließt, heißt das noch lange nicht, dass g auf den >> Körper wirkt. > Ne, schon klar: Größen, die in eine Gleichung einfließen, haben fast nie > physikalische Relevanz. > ... ich mach mir die Welt, wiede wiede wie sie mir gefällt ... Das hab ich auch nicht behauptet. Es ist nun mal ein Unterschied, ob eine Größe in eine Gleichung einfließt, oder ob der Wert der Größe dem Ergebnis einer Rechnung entspricht.
Reinhard - Dir ist schon klar, wie m g h entsteht? Dir ist auch klar, dass 'Wegintegral über die Kraft' als integrale Formulierung und 'F = p-Punkt' als differenzielle Formulierung völlig äquivalent sind? > Es ist nun mal ein Unterschied, ob > eine Größe in eine Gleichung einfließt, oder ob der Wert der Größe dem > Ergebnis einer Rechnung entspricht. Das ist nicht nur wenig konkret - es ist im obigen Sinne sogar falsch: Du hebst einen Körper der Masse m von h1 auf h2. Das Integral F in ds wird zu: 1) Erste Verallgemeinerung: In Bezug auf auf (dh = h2-h1) ist g = const 2) (dh = h2-h1) senkrecht auf ds Daher: F = m*g Daher: Integral F in ds = m g dh Was ist denn ein Integral F in ds? Ein Gebilde, dass die Summe über alle infinitesimalen m*g über die Höhe dh summiert. Das bedeuted insbesondere: Der Ausdruck F = m*g existiert in jedem Punkt, insbesondere im Punkt h2 und ist auch hier stetig und wohldefiniert und damit in jedem Punkt physikalisch interpretierbar. Wenn m g h diesen Sachverhalt nicht widerspiegeln würde, könnte man Montag die klassische Mechanik per Kabinettsbeschluss abschaffen.
Hallo nochmal zu später Stunde, Nils wrote: > Reinhard - Dir ist schon klar, wie m g h entsteht? > Dir ist auch klar, dass 'Wegintegral über die Kraft' als integrale > Formulierung und 'F = p-Punkt' als differenzielle Formulierung völlig > äquivalent sind? Jap ist es. >> Es ist nun mal ein Unterschied, ob >> eine Größe in eine Gleichung einfließt, oder ob der Wert der Größe dem >> Ergebnis einer Rechnung entspricht. > Das ist nicht nur wenig konkret - es ist im obigen Sinne sogar falsch: > ... Konkret ist es nicht, da wir uns jetzt keine konkrete Gleichung ansehen. F = m * g: g fließt in F ein, F ist aber nicht g F = g: g fließt in F ein und F ist g (geht natürlich nicht, Einheiten etc.) > Du hebst einen Körper der Masse m von h1 auf h2. Das Integral F in ds > wird zu: > 1) Erste Verallgemeinerung: In Bezug auf auf (dh = h2-h1) ist g = const > 2) (dh = h2-h1) senkrecht auf ds Wenn dh senkrecht auf ds steht, dann ist die verrichtete Arbeit 0. Du meinst wohl die Projektion? > Daher: F = m*g > Daher: Integral F in ds = m g dh > > Was ist denn ein Integral F in ds? Ein Gebilde, dass die Summe über alle > infinitesimalen m*g über die Höhe dh summiert. Das bedeuted > insbesondere: Der Ausdruck F = m*g existiert in jedem Punkt, > insbesondere im Punkt h2 und ist auch hier stetig und wohldefiniert und > damit in jedem Punkt physikalisch interpretierbar. Ja, aber wie folgt zu interpretieren: Bewegt man eine Masse m in einem Gravitationsfeld um eine Strecke h in Richtung entgegen des Feldes, so ist dazu die Arbeit m*g*h notwendig, wobei g die Beschleunigung ist, die der Körper ohne das Einwirken weiterer Kräfte in diesem Feld erfahren würde. Es bleibt aber dabei, dass ein Körper in Ruhe bzw. mit gleichbleibender Geschwindigkeit (gleichgültig wie diese Ruhe/Geschwindigkeit zustande kommt) KEINE Beschleunigung erfährt. Per Definition. Ja, es wirkt weiterhin eine Kraft auf ihn, aber eben unter Umständen auch eine Gegenkraft, sodass Fges = 0. Und ja, durch die Bewegung gegen das Feld erhält er potentielle Energie. Aber der Schluss, dass ein Körper eine Beschleunigung erfährt, weil er potentielle Energie besitzt ist schlicht und einfach falsch. > Wenn m g h diesen Sachverhalt nicht widerspiegeln würde, könnte man > Montag die klassische Mechanik per Kabinettsbeschluss abschaffen. Also ich denke Newton ist der Urvater der klassischen Mechanik, siehe meinen Beitrag weiter oben.
@ Reinhard Biegel (brainstorm) Ich habe es oben schon gesagt, aber ich sage es nochmal. Kraft und Gegenkraft greifen NICHT am gleichen materiellen Punkt an. Somit darf man sie nicht addieren. Sonst wäre JEDE Kraft NULL. Man muss die Körper getrennt betrachten. Die Gewichtskraft greift am Sensor an. Diese wirkt auf den Tisch. Die Gegenkraft greift aber am Tisch an und nicht am Kraftsensor. Somit darf man die Kräfte nicht einfach zu NULL summieren. Wikipedia ist Schrott... ;) Jaja ich weiß, ihr mögt es... ich nicht (mehr). Das was da steht bezieht sich auf das erweiterte Bezugssystem. Schaut man Tisch und Sensor gemeinsam an, ist die Summe der Kräfte natürlich NULL. Aber das interessiert wenig, wenn man wissen will, wie viel Kraft einzig und allein auf den Sensor wirkt... Daniel
Lange Diskussion, kurzer Sinn: Es geht so nicht, da nicht zwischen Ergbeschleunigung und der des Autos unterschieden werden kann. Wer es nicht glaubt, möge es aufbauen und selbst testen!
>Die Gewichtskraft greift am Sensor an. Diese wirkt >auf den Tisch. Die Gegenkraft greift aber am Tisch an und nicht am >Kraftsensor. Somit darf man die Kräfte nicht einfach zu NULL summieren. Wenn die Gegenkraft nicht auch auf den Sensor wirken würde, dann fiele er ja wohl durch den Tisch.
@Volker Zum Dritten Mal: Die Gegenkraft greift nicht im gleichen materiellen Punkt an und kann deshalb nicht addiert werden. Was ein materieller Punkt ist, steht in jedem Mechanik-Buch... Wollt ihr nicht kapieren oder könnt ihr nicht??? Ist doch nicht so schwer... Dass der Sensor 1g anzeigt ist durch seinen Aufbau begründet...
Volker wrote: > Wenn die Gegenkraft nicht auch auf den Sensor wirken würde, dann fiele > er ja wohl durch den Tisch. Ganz deiner Meinung. Daniel R. wrote: > Zum Dritten Mal: Die Gegenkraft greift nicht im gleichen materiellen > Punkt an und kann deshalb nicht addiert werden. Was ein materieller > Punkt ist, steht in jedem Mechanik-Buch... Bin kein Mechaniker, sondern Elektrotechniker. Kann ich dir jetzt glauben oder auch nicht. Fest steht, wenn die Kraft, die insgesamt auf den Sensor wirk ungleich null wäre, dann würde er sich in irgendeine Richtung davonbewegen. Egal welche Bezugssysteme man dabei einführt. > Wollt ihr nicht kapieren oder könnt ihr nicht??? Ist doch nicht so > schwer... Wollen ja, aber ich sehs nach wie vor anders. > Dass der Sensor 1g anzeigt ist durch seinen Aufbau begründet... Eben...durch den Aufbau begründet, aber nicht durch die tatsächlichen physikalischen Verhältnisse. mfg Reinhard
>Eben...durch den Aufbau begründet, aber nicht durch die tatsächlichen >physikalischen Verhältnisse. Ach nein? Gelten für das IC andere?
Matthias Lipinsky wrote: >>Eben...durch den Aufbau begründet, aber nicht durch die tatsächlichen >>physikalischen Verhältnisse. > > Ach nein? Gelten für das IC andere? Nein. Aber es bleibt dabei, dass wenn der Sensor seine Geschwindigkeit nicht ändert, er auch keiner Beschleunigung ausgesetzt sein kann. Er gibt zwar die Kraft an, die auf ihn wirkt. Aber die wird ausgeglichen durch sagen wir mal einen "Federmechanismus" (die Messanordnung im Sensor drinnen). --> Fges ist wieder 0. mfg Reinhard
>Fges ist wieder 0. Ist es aber nur wenn man das System "innere Testmasse" plus innere Feder betrachtet. Aber Man kann sich das so vorstellen, dass durch diese Kraft die Feder zusammengedrückt wird, und das wird gemessen und (mit der bekannten Testmasse gegengerechnet) als wirkende Beschleunigung ausgegeben! ALso nochmal: Fges mag, in dieser Bettrachtung, Null sein, ABER: Das Ausgangssignal ist 1g ! Lest doch einfach selbst die Beschreibung: ..Wenn der Sensor auf dem Tisch liegt, misst er 1g nach unten! >Seite 13 unten: >http://www.analog.com/static/imported-files/data_s...
Sehr interessanter Thread, hab ich mich eigentlich auch schon lange gefragt! Zusammengefasst: Ein Beschleunigungssensor zeigt in Ruhelage auf einem Tisch liegend mit 1g, prinzipiell bedingt, einen falschen Messwert an? Zustimmung?
>Zustimmung? Nein. >Ein Beschleunigungssensor zeigt in Ruhelage auf einem Tisch liegend mit 1g, Ja. >prinzipiell bedingt, einen falschen Messwert an? Nein.
Matthias Lipinsky wrote: >>Fges ist wieder 0. > > Ist es aber nur wenn man das System "innere Testmasse" plus innere > Feder betrachtet. > *Aber* > Man kann sich das so vorstellen, dass durch diese Kraft die Feder > zusammengedrückt wird, und das wird gemessen und (mit der bekannten > Testmasse gegengerechnet) als wirkende Beschleunigung ausgegeben! Ja eben, und umso weiter die Feder zusammengedrückt wird, desto größer wird ihre Gegenkraft, bis sich die Kräfte aufheben. Ich schätze mal die Auslenkung kann dann durch eine Kapazitätsänderung etc. gemessen werden, und von ihr und der Federkonstante auf F geschlossen werden. Das ergibt aber nur eine Beschleunigung, die an diesem Ort wirken würde, wenn sich dort eine frei bewegliche Masse ohne weitere Krafteinwirkung (Feder) befindet. Die Beschleunigung wirkt aber beim Messen nicht auf den Sensor. Sie würde, wenn er frei fällt. > ALso nochmal: > Fges mag, in dieser Bettrachtung, Null sein, ABER: > Das Ausgangssignal ist 1g ! Wenn ich einen Drucksensor baue, der bei einem Druck von 1bar 2bar ausgibt, sind dann die 2bar deswegen physikalisch korrekt? Wie gesagt, ich glaube euch und akzeptiere, dass so ein Beschleunigungssensor in Ruhelage 1g nach unten ausgibt. Das ändert aber nichts daran, dass diese Beschleunigung bei Ruhe nicht auf den Sensor wirkt. Man kann dieses 1g zwar super interpretieren und als Messdatum nutzen, aber es entspricht nicht exakt der Physik. Wie gesagt: _g würde wirken_ >>prinzipiell bedingt, einen falschen Messwert an? >Nein. Ansichtssache. Ich denke man muss halt wissen, was die Messdaten bedeuten, um sie richtig interpretieren zu können. Aber die Aussage, der Sensor wird mit 1g beschleunigt bleibt falsch. Er würde beschleunigt werden, wenn er nicht festgehalten wird. Nur wenn er nicht fixiert wird, dann gibt er wieder 0g aus...
@daniel_r Also mal ganz langsam. Ich weiß nicht was du mit unterschiedlichen materiellen Punkten meinst. Was wäre denn wenn man sich den ganze Sensor nur punktförmig vorstellt? Es gäbe dann ja nur einen Angriffspunkt für beide Kräfte - in diesem Fall der Gravitation und der Coulomb-Kraft. Wie würdest du dann argumentieren?
Nachtrag: Die Gewichtskraft bzw das 1g merken wir ja genau nur deswegen, weil man mit -g dagegendrücken muß damit sich die Probemasse eben nicht bewegt.
Hi Nur noch mal zum Funktionsprinzip: Anhang 'PRINCIPLE OF OPERATION'. Das die Sensoren 1g ausgeben ist kein Fehler, sondern hat einen einfachen praktischen Hintergrund: Kalibrierung. Die Erdanziehungskraft ist ein überall vorhandenes 'Normal'. Zumindest für diese Sensoren. MfG Spess
Legt den Sensor auf eine Federwaage und überlegt euch, was passiert... Sensor zeigt 1g an -> Erdbeschleunigung wirkt auf ihn. Federwage -> Feder wird nach Hook'schem komprimiert und erzeugt eine Kraft in Richtung Sensor. Irgendwann befindet sich das im Gleichgewicht -> Sensor zeigt 1g an, Feder in der Waage ist um Länge x komprimiert und erzeugt damit eine Kraft auf den Sensor, die der Gewichtskraft des Sensors entgegenwirkt. So, bis hier hin habe ich hoffentlich Jedermanns Zustimmung? Gut. Jetzt der springende Punkt: F = m * a. F(Gewichtskraft-Sensor) = m(Sensor) * g(Erdbeschleunigung) F(Feder in Waage) = x(Längenänderung Feder) * D(Federkonstante) Und nun der Ansatz fürs Gleichgewichtssystem: |F(Gewichtskraft-Sensor)| = |F(Feder in Waage)| bzw vektoriell betrachtet F(Gewichtskraft-Sensor)| = -F(Feder in Waage) Bis hierhin habe ich hoffentlich auch noch die Zustimmung des Plenums, wenn ich mich nicht total verhauen habe. Und nun die abschließende Feststellung: Der Tisch, von dem die ganze Zeit im Thread die Rede ist, ist auch eine Feder. Zwar eine mit sehr großer Federkonstante, aber in erster Näherung stimmt das. Würde keine Beschleunigung auf den Sensor wirken, würde die Federwaage auch nicht funktionieren.
Mittlerweile geht es ja eigentlich nicht mehr um den Tisch. Ich habe weiter oben auch schon argumentiert, dass der Tisch wie eine Feder wirkt. Er baut also eine Gegenkraft auf, so lange, bis Fges=0 (also a=0 da F=m*a). Fges besteht dabei aus zwei Komponenten, die exakt entgegen gerichtet sind, und deren Betrag nun mal F1,2=m*a ist. Die Masse auf dem Tisch würde also beschleunigt werden, wenn die Gegenkraft der Tisch-"Feder" nicht vorhanden wäre. Sie ist aber da, deshalb a=0. Und wenn der Sensor auf 100g kalibriert wäre, dann würde der Sensor auch nicht deshalb beschleunigt werden. @spess: Wie gesagt, es eignetlich nicht darum, dass der Sensor gerade 1g ausgibt, sondern darum, dass diese Ausgabe eigentlich NICHT der Beschleunigung entspricht, die gerade auf ihn wirkt. @Maik: Deine Argumentation halte ich für richtig, von Anfang bis Ende, mit ausnahme des letzten Satzes. Die Beschleunigung wirkt ja auf den Sonsor nur so lange, bis er weit genug richtung Erdmittelpunkt beschleunigt wurde (und so die Tischfeder spannt), bis sich die Kräfte aufheben. Je weiter die Feder gespannt wird, desto kleiner wird die Beschleunigung auf den Sensor, bis Gleichgewicht herrscht, dann ist a=0.
Hallo zusammen, ich habe schon mehrere Projekte mit ADXL330 realisiert und kann eure Problematik mit dem Verständnis des Messprinzips durchaus verstehen. Physikalisch gesehen ist es so, dass der Sensor in Ruhelage 1g in irgendeine vektorielle Richtung anzeigt. Das ist die Richtung vom Erdmittelpunkt weg. Warum? Der Sensor hat eine Masse drin und misst in 3 orthogonalen Achsen die Kraft, die sein Gehäuse auf die Prüfmasse aufbringt. Beschleunigt man im schwerelosen Raum das Gehäuse, so wird die Prüfmasse durch das Gehäuse mitbeschleunigt und es wird eine Kraft gemessen und ausgegeben. Tut man das im schwerelose Raum nicht, ist die Ausgabe in allen Achsen Null. Legt man nun den sensor auf einen Tisch im Gravitationsfeld der Erde, wirkt die Gravitation auf die Prüfmasse und zieht diese mit 1g gegen das Sensorgehäuse, das ja vom Tisch festgehalten wird. Daher kommt die Ausgabe 1g im Ruhezustand. Natürlich ist die räumliche Ableitung der Position des Sensors Null, also wird er nicht beschleunigt, seine Beschleunigung A_Vektor ist gleich Null. Man sollte nicht davon reden, dass die Messung falsch ist, das Ergebnis entspricht dem physikalischen Funktionsprinzip des Sensors, aber das Ausgangssignal ist nicht gleich der räumlichen Ableitung der Position des Sensors, sondern enthält additiv zusätzlich den negativen Gravitationsvektor. Das ist prinzipbedingt so bei diesen Sensoren, wenn man das nicht brauchen kann, muss man die Beschleunigung anders messen, z.B. durch Differenzieren der tatsächlichen Ortskoordinaten, die man z.B. mit einem Laser oder Längenmesssystem erfasst. Ich hoffe, ich konnte einige Unklarheiten klären. Viele Grüße, Peter
Ob Beschleunigung oder nicht, ist immer auch eine Frage des Bezugssystems. Wenn der Sensor scheinbar in Ruhe auf dem Tisch liegt, wird er tatsächlich ständig mit 1g vom Erdmittelpunkt weg beschleunigt, was er ja auch "anzeigt". Das fällt dem neben dem Tisch stehenden Beobachter jedoch nicht auf, weil dieser sich im gleichen Bezugssytem befindet und selbst die gleiche Beschleunigung erfährt. Deshalb ruht der Sensor in Bezug auf diesen Beobachter. Wenn der Sensor neben dem Tisch frei fällt, beschleunigt er nicht mehr, deshalb zeigt er auch 0g an. Die aus der Sicht des Beobachters zu sehende scheinbare Beschleunigung des Sensors Richtung Fußboden ist in Wirklichkeit die weiter andauernde Beschleunigung des Beobachters die ihn vom Sensor wegbewegt. Würde der Beobachter zusammen mit dem Sensor frei fallen, so würde er keine Beschleunigung des Sensors in Bezug auf sich feststellen, stattdessen würde er (heftig) bemerken wie der Fussboden auf ihn zu bechleunigt. Alles eines Frage des Bezugssytems, alles relativ. Beschleunigung und Gravitation sind prinzipiell ununterscheidbar, deshalb wird die Erdanziehung auch Erdbeschleunigung genannt. MfG Willi
Wenn ich (und einige andere hier) sagen, das der Messwert 1g, bei einem unbeweglich daliegenden Sensor falsch ist, dann geht es nicht darum, das damit gesagt wird, das der Sensor nicht oder fehlerhaft funktioniert. Entpsprechend seines Funktionsprinzips muss er diesen Wert ausgeben. Das haben ja hier schon einige festgestellt (und wiederholt). Es geht vielmehr darum, das dieser Wert dem tatsächlichen Bewegungszustand des Sensors widerspricht, da er nicht beschleunigt wird. Ob man nun, wie Peter Diener meint, davon so nicht sprechen sollte, scheint mir an dem Problem vorbeizugehen. Wenn der Sensor Beschleunigungen messen soll und in unbeschleunigtem Zustand 1g ausgibt dann entspricht der Wert nicht der Realität. Das das prinzipbedingt so ist, haben ja hier schon einige angemerkt, trägt also nichts weiter zum Thema bei. Peter Diener läßt sich hier meiner Ansicht nach auf eine sinnlose Diskussion ein. Ob ein elastischer oder starrer Körper die Kräfte vermittelt ist für den Anlass der Diskussion nebensächlich. Reinhard Biegel hat es ähnlich ausgedrückt: "Wie gesagt, es eignetlich nicht darum, dass der Sensor gerade 1g ausgibt, sondern darum, dass diese Ausgabe eigentlich NICHT der Beschleunigung entspricht, die gerade auf ihn wirkt. " Die Argumentationskette mit dem Tisch geht ein an dem Thema vorbei, denke ich. Feder oder nicht. Der Angriffspunkt der Kräfte ist hier nebensächlich. Es wird versucht die Anzeige 1g zu rechtfertigen, in dem die Erdbeschleunigung als Ursache betrachtet wird die in "jedem" Bewegungszustand zur Wirkung kommt. Das aber ist physikalisch unkorrekt. Es hängt vielmehr von den sonst noch wirkenden Kräften ab. Wenn die Summe der auf den Sensor wirkenden Kräfte Null ist, dann ändert er seinen Bewegungszustand nicht. Maik schreibt z.B. "Erdbeschleunigung wirkt auf ihn." Das ist etwas missverständlich, um nicht zu sagen falsch. Beschleunigung ist ein Maß, allenfalls eine Wirkung aber keine Ursache. Die Ursache in diesem Fall ist die Schwerkraft. Mit den "unterschiedlichen materiellen Punkten" von Daniel kann ich nichts anfangen. Tritt man dem Gedanken näher, so ist er als unzutreffend zu beurteilen. Sind wir uns einig, das die Summe der Kräfte Null ist und bewegt sich kein materieller Bestandteil (Punkt oder ähnlich) so muss in jedem dieser Punkte die Summe der Kräfte Null sein. Jedenfalls ist die Frage ob ein Wert korrekt ist oder nicht, keine Ansichtsache. In diesem Zusammenhang ist das eher eine Frage der praktischen Behandlung. Wenn ich bei der Messung von 1g in irgendeine Richtung davon ausgehe, das der Sensor sich bewegt und entsprechend ein "Bremsmanöver" beginne, wird sich der Sensor auf einmal anfangen zu bewegen, obwohl er es vorher nicht tat. Mir ist gestern Abend noch durch den Kopf gegangen, ob und wie die NASA das behandelt hat. Ich gehe mal davon aus, das sie Beschleunigungen messen. Aber wie unterscheiden sie die Schwerkraft von der Trägheit?
>Aber wie unterscheiden sie die Schwerkraft von der Trägheit?
Es geht prinzipiell nicht. Laut dem Relativitätsprinzip ist träge Masse
= schwere Masse.
Soll heissen:
Ob man sich in einem (homogenen) Schwerefeld befindet oder entsprechend
im feldfreien Raum beschleunigt wird ist durch kein physikalisches
Experiment unterscheidbar.
Seltsam was da alles doch durchgekaut wird. Ein real existierender Ort, wo man keine auessere Kraft spuert, die Erdbeschleunigung trotzem wirkt : Die internationale Raumstation. Das Teil faellt quasi um die Erde. Wie kann man dort die Erdbeschleunigung detektieren ? Mit einem Rotationssensor. Ein Mems fuer 20 euro kann das allerdings nicht.
Willi wrote: > Wenn der Sensor scheinbar in Ruhe > auf dem Tisch liegt, wird er tatsächlich ständig mit 1g > vom Erdmittelpunkt weg beschleunigt, was er ja auch "anzeigt". Wie begründest du diese Behauptung? Oder meinst du zum Erdmittelpunkt hin? Die Zentripetalkraft durch die Erdrotation ist soweit ich weiß gegenüber der Gravitation vernachlässigbar. mfg Reinhard Edit: Danke Spinne für die "Zusammenfassung", bin ganz deiner Meinung.
Der Beschleunigungsmesser misst nur die "Beschleunigungskraft" die auf ihn wirkt. Die kinematische Beschleunigung kann man damit nicht immer messen (Fehler in Kraftfeldern), wobei man durch Offset das eine G kompensieren kann. Zur exakten Lagebestimmung im Raum werden zu den 3 translatorischen Achsen noch 3 rotatorische Sensoren benötigt (Drehratensensor). Man könnte sich sonst dem 3-Achs Sensor in der Hand auf der Stelle drehen und plötzlich ist X=Y. Sorgt man dafür, daß die Ausrichtung des 3trans.-Achs-Sensors im Raum konstant bleibt, kann man durch 2x Integration ziemlich genau die Position bestimmen.
Jetzt weiss ich, warum in Deutschland Ingenieursmangel herrscht ;-) Als Informatiker rechne ich das 1g einfach raus, wenn ich es nicht brauche, basta. :-)
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.