題:
實用的測量角速度的裝置
ahemmetter
2015-03-08 13:43:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

我從一家加拿大製造商那裡得到了一個旋轉的陀螺,它的旋轉如此整潔讓我感到非常驚奇。

我對物理學的興趣促使我嘗試找出可以達到的最高速度旋轉陀螺以及與其他用其他材料和其他形狀製成的陀螺相比如何。

我已經在其上粘貼了一個小貼紙,並用手機的相機記錄下來,但是幀速率太慢了,無法能夠計算一段時間內的轉數。

我沒有專用設備,但我可以測量或估算體積,質量,密度,溫度以及轉動慣量。如何測量頂部的角速度?

您可以購買成本相對較低的光學轉速表,該轉速表可以使用反光標籤,或者在很多情況下,每轉僅需足夠的光學變化。通過一些工作,您可以使[**這個$ 5的模塊正常工作**](http://www.ebay.com/itm/1PCS-12V-Groove-phototocoupler-sensor-Optical-tachometer-display-module-M79-/ 301429093034?pt = LH_DefaultDomain_0&hash = item462e92f2aa),也可以購買[**完整的類似工具,價格約為$ 12 **](http://www.ebay.com/sch/i.html?_nkw=optical+tachometer)
...或者您可以從[**從這裡**]建立自己的很多想法(https://www.google.co.nz/search?hl=zh_CN&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1536&bih=860&q= diy +轉速表&oq = diy + tach&gs_l = img.1.0.0j0i24l6.2890.6001.0.10454.8.8.0.0.0.0.271.1700.2-8.8.0.msedr ... 0 ... 1ac.1.62.img..0.8.1698 .kwE-dhqoFEc#hl = zh-TW&tbm = isch&q = diy + optical + tachometer)
是的,我首先在physics.SE上發布了此問題,並被建議在eng.SE上提問。我不確定是否必須刪除其他問題。除此之外,我個人認為這個問題在Physics.SE上得到了更多相關的答案,因為我實際上並不是在尋找可以測量這種速度的特定工具,而是尋找“技巧”,例如“將字符串綁定以幫助計算數字”。每次旋轉次數”左右。我當然確實很欣賞答案,儘管我實際上並不認為有用於此目的的現成設備。
這裡的教訓是:未經[檢查官方指導](http://meta.stackexchange.com/q/64068/254929),不要聽取隨機用戶的建議。理想情況下,您可以在原始站點上收到該問題之前就刪除該問題,也可以在主持人的幫助下“遷移”該問題。現在,我們在兩個站點上回答了兩個相同的問題,這不是理想的情況,但幾乎不是世界末日。下次請記住它,主持人將在此處進行處理。
從技術上講,最高速度是在紡紗開始時就達到的。然後由於摩擦,陀螺的速度明顯降低。因此,您要測量的是一段時間內的平均速度,該速度“代表”頂部的旋轉速度,而不會產生太大的摩擦。問題是,您如何確定這樣的時間段?
另一個想法是附加一個字符串並找到一定時間內的轉數。 “線圈”的增大的半徑可能在某種程度上補償了摩擦和較慢的角速度。
是的,最高速度很難測量,但是紡紗開始時的平均速度是我要問的
相關:https://physics.stackexchange.com/q/353795/26969
五 答案:
Emil
2015-03-08 21:36:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

使用日常設備測量旋轉陀螺頻率的最簡便實用方法是分析運動產生的聲音並尋找特徵頻率。可以使用頻譜分析儀應用程序來完成此操作,該應用程序對於大多數智能手機應免費提供。

將旋轉陀螺儀靠近手機的麥克風,並使用頻譜分析儀應用程序記錄聲音。您應該會看到頻譜中的幾個峰值,當峰值旋轉時,它們逐漸向較低的頻率移動。最低的應該是旋轉頻率,其他的應該是整數倍的諧波。

要獲得清晰的信號,您需要頂部產生可測量的聲音。將其放在空心諧振器頂部可能會有所幫助。另外,如果頂部在具有一定粗糙度的表面上旋轉,則可以顯著增強聲音,但可能會干擾您要測量的內容。

spinning top

我剛剛做了一個快速測試。我使用了一個名為“頻譜分析儀”的iPhone應用程序,該應用程序具有很好的頻譜圖模式。如您所見(儘管音階很難讀),我的上半身發出了一種聲音,其最低頻率成分始於100 Hz以上。因此角速度大約為600 rad / s。

+1有趣的是,這是一個簡單的方法,但是5年前大多數人都無法使用它。
Olin Lathrop
2015-03-08 18:20:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

有幾種方法。

最直接的方法是將頂部的一半塗成白色,另一部分塗成黑色,然後用光傳感器對準它。 AC稍微放大輸出,然後確定頻率。可以使用故意的頻率計數器,可以直接顯示頻率的示波器或您編程的微控制器來查找周期並最終顯示頻率。

現成的方法稱為頻閃Tach i>。這不是直接的頻率測量,但是仍然可以很好地工作。這是一個頻閃燈,以您可以調節的校準頻率閃爍。您可以調整頻閃燈的閃爍,使其看起來“凍結”旋轉的陀螺,然後查看頻閃燈的設置頻率。不可避免地會有一些不平衡,這將導致旋轉頻率的振動。可以將其放大,並像第一個建議中的光信號一樣確定頻率。

如果可以磁化旋轉的物體,則可以使用磁性拾音器獲得與光傳感器或麥克風類似的信號會產生。

ratchet freak
2015-03-09 03:43:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

您可以使用馬車頻閃鏡效果,計算感知到的旋轉反轉方向直到停止為止的次數。

您無需超級慢動作攝像機即可獲得RPM。

Ali Moh
2015-03-08 14:43:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

我認為一個不錯的粗略公式可能會有所幫助$ T_p = 4 \ pi ^ 2 I / mgrT_s $。因此,如果旋轉速度對您來說太快,進動速度將成反比且非常慢。在這裡,您可以通過材料的質量看到材料的效果,但是您還必須估算出慣性矩以及旋轉軸與旋進軸之間的垂直距離

r(表面上的)固定點與質心之間的距離是否是r?另外,我很確定您寫的垂直距離是多少。那些軸不相交於固定點嗎?
Rob Jeffries
2015-03-08 14:51:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

答案可能是掌握高速LED頻閃燈。這將是多麼容易/昂貴取決於您要處理的角速度。甚至有些手機應用程序的速度也會適中。

您可以調整頻閃儀的速度,以使旋轉陀螺儀上的標記看上去靜止不動。但這會很困難,因為速度不會保持恆定。



該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 3.0許可。
Loading...