我该如何衡量…从电压到光速的一切

以下是我最喜欢的“范围”公司Pico的一些有趣且有趣的测量信息。访问该网站以查看更多。

汤姆

我该如何衡量…从电压到光速的一切

我如何测量…

我们的示波器和数据记录仪能够测量各种各样的测量-从电压到光速的一切。

从下面的下拉列表中选择要进行的测量类型,并了解如何使用Pico产品进行测量。

我该如何测量…4-20 mA信号加速音频信号汽车信号电池放电电流流量食物温度频率湿度光度空气中氧气的液位输出pH压力耐降雨性声级车速声速应变,力和负载温度机翼的跳动摆锤的摆动视频信号电压湿球温度(WBGT)

4-20毫安信号

用于测量4-20 mA信号的Pico产品

Pico有几种适用于测量和记录4-20mA信号的产品,但是输入电路必须稍加修改。

分流电阻

可以使用一个简单的分流电阻器将环路中的电流转换为适合ADC测量的电压。 250欧姆的电阻器将提供1至5 V的电压输出。此方法可用于信号可以接地的系统。

可以使用以下公式计算其他电阻值:

Rb = V最大限度 / I最大限度

其中V最大限度 是ADC的最大输入电压,I最大限度 是最大测量电流,Rb << R.

其他资讯

Pico有四种产品可以轻松将其放置在接线板上:

加速

用于加速度测量的Pico产品
  • PicoScope 4224示波器:用于测量加速度的最受欢迎的产品。大多数动圈和 压电传感器 可以直接插入PicoScope。硅传感器通常是10 V桥式传感器,需要10 V激励电压并产生毫伏输出。在Pico产品中使用硅传感器时,需要额外的10 V精密电源。
  • PicoScope 4224 IEPE示波器:由于具有内置IEPE功率输出,因此是与幻像加速度传感器一起使用的理想仪器。只需插入加速度计,即可像正常示波器一样使用。我们可以提供合适的加速度计- TA095 —测量范围为±50 g。
其他资讯

加速度计有几种类型:

压电电阻

压阻传感器使用一块材料,其压紧后的电阻会发生变化,并附着在砝码上。当重量增加时,它会在压敏电阻上施加力。如果恒定电流通过压敏电阻,则电压会发生变化。电流约为4至8 mA,电压约为8至24V。典型灵敏度在0至50 g范围内约为100 mV / g。这种类型的传感器可响应高达10 kHz的频率。

压电式

压电传感器在加速时会产生电荷:通常每g 50 pC。有必要对电荷进行积分以提供与加速度相关的电压:这意味着它不适用于低频工作,但压电传感器可响应高达30 kHz的频率。

硅桥

硅桥传感器是一块经过蚀刻的硅片,在光束的末端留下一块硅。当受到加速时,挡块在梁上施加力,梁的阻力发生变化。最大频率约为5 kHz。传感器是电桥,因此需要5到10 V的激励信号。需要温度补偿。

微加工硅

微机械硅加速度计是一种差分电容器。这种传感器的优点之一是能够测量DC加速度(并因此测量倾斜度)。最大频率约为1 kHz。流行的Analog Devices ADXLxxx系列单轴和双轴传感器具有内置的信号调节电路,可产生适合与我们的数据记录器和示波器一起使用的电压输出。

音圈

音圈的工作原理与麦克风相同,因此得名。

音频信号

Pico产品,用于测量音频信号

为了测量高质量的音频信号和进行音频频谱分析, PicoScope 4000系列 精密示波器是理想的选择。对于要求不高的应用,较低的成本 PicoScope 3000系列 也可以考虑。

其他资讯

PicoScope软件包括常见的音频测量,例如 总谐波失真, 新浪网SFDR。它包含在我们所有的示波器和数据记录仪中。

关于音频测量,我们还有以下应用笔记:

汽车信号

请访问我们的汽车诊断网站 欲获得更多信息。

电池放电

用于测量电池放电的Pico产品

Pico有几种适合记录电池放电的产品。它们都连接到计算机上的USB端口。

  • PicoLog 1012:这12个模拟输入通道。输入电压范围为0至2.5 V,分辨率为2.5 mV。该设备适用于以更高的速度测量多个通道。
  • PicoLog 1216:具有16个模拟输入通道。输入电压范围为0至2.5 V,分辨率为625 µV。
  • ADC-20:具有8个单端或4个差分高分辨率模拟输入。输入电压范围为-2.5 V至+2.5 V,分辨率约为5 µV。如果需要以较低的速度进行更精确的测量,则应使用此设备。
其他资讯

端子连接器板可用于PicoLog 1000系列和ADC-20数据记录器。

关于电池放电,我们还有以下应用笔记:

当前的

Pico有几种适用于测量和记录电流的产品。

笔克范围 电流钳 无需进入电路即可测量电流。所有这些都可以与我们的任何数据记录或示波器产品一起使用:

电流监控套件

笔克 电流监控套件 包含电流钳,功率监控器,数据记录器以及开始记录多达三个独立电路中的电流所需的所有其他功能。它是测量和平衡三相电源以及机器监控和能效研究的理想选择。

分流电阻

对于小电流,可以使用一个简单的分流电阻器将电流转换为电压,然后由ADC进行测量。只要信号可以接地即可完成。

可以使用以下公式计算电阻值:

Rb = V最大限度 / I最大限度

其中V最大限度 是ADC的最大输入电压,I最大限度 是最大测量电流,Rb << R.

警告:此方法不适用于监视电源电流。
要使用数据采集或示波器产品监视电源电流,请使用电流钳。

Pico有四种产品可以轻松将其放置在接线板上:

流动

Pico产品可使用多种流量传感器。

通常通过测量管道中两个点之间的压差来感测流量。可以使用文丘里效应(通过在流量中施加限制)来完成此操作。另一种方法是使用皮托管。这种方法的主要优点是可以将流动扰动保持在最低水平。缺点之一是通常在管道中需要两个孔,从而难以清洁。还应注意,许多压差传感器不耐腐蚀性气体和化学物质。有关这些传感器的测量方法,请参见 压力传感器.

对于需要定期清洁管道的应用,请考虑使用弯曲叶片型传感器。顾名思义,它由一个垂直叶片组成,该叶片随着流量的增加而偏转。使用应变仪测量该挠度。测量此类传感器的方法在 拉紧.

“桨轮”传感器的旋转与流量成正比。通过光学或磁性装置检测旋转。这些传感器产生脉冲输出。这种传感器的主要优点是成本低,并且某些传感器还适合测量腐蚀性气体和液体。主要缺点是流动中断。有关与此类传感器接口的信息,请参见 测量频率.

超声波和电磁流量传感器允许在没有移动部件的情况下测量流量。这样可以最大程度地减少(或消除)流动干扰,并提高可靠性。主要缺点是成本。这些传感器往往具有内置的信号调理功能,可以通过电压或4至20 mA的电流环路输出来实现。

频率

Pico产品,用于测量频率

许多Pico产品均可用于测量频率。器件的选择取决于频率范围,电压输入范围和所需的通道数。

有四种可能的测量要求:

空气中的氧气

DD103氧气传感器 可以连接到 DrDAQ数据记录仪 测量空气中的氧气。

与以前可用的氧气传感器不同,DD103空气中氧气传感器可以测量整个0到100%的范围。这使其成为许多化学,生物学和物理实验的理想选择。

pH值

用于测量pH的Pico产品

ph探头连接电路

DrDAQ数据记录仪 具有专用的pH输入。也可提供可选的pH电极。 DrDAQ可在0至14的整个范围内测量pH,分辨率为0.02 pH。

尽管DrDAQ的成本很低,但仍提供了用于校准和温度补偿的选件,可实现非常精确的pH测量。

右边的电路允许我们的任何示波器和数据记录产品监视来自 pH值 探头。运算放大器需要具有非常高的输入阻抗-LT1114是合适的。

压力

大多数压力传感器是“ 10 V电桥”类型,需要10 V激励电压并产生毫伏输出。当将此类压力传感器与我们的任何产品一起使用时,需要额外的10 V精密电源来提供此激励电压。

请注意,某些压力传感器内置了信号调节功能。这些传感器通常具有一个 电压 输出或 4-20毫安 输出。有关测量这些信号的信息,请参见本指南中的相应部分。

反抗

Pico电阻测量产品

笔克有两种产品可用于测量和记录电阻:

其他资讯

其他Pico产品也可以用于监视电阻。这可以通过使用精密电压基准和已知电阻来实现。这两个电阻串联连接,并由精密电压源供电。然后可以测量未知电阻两端产生的电压,并将其用于推断电阻。

Pico有两种产品可以轻松将电阻器和电压源放置在接线板上:

  • ADC-20 带端子板:可以高精度监视8个通道。
  • PicoLog 1000系列 带端子板:可以更快地监视12或16个通道。

声级

Pico产品,用于测量声级
  • DrDAQ数据记录仪 有一个内置麦克风,可以直接测量55至100 dB范围内的声级。 DrDAQ的低成本使其成为声级计或声级数据记录仪的理想选择。
  • PicoScope 4224 IEPE示波器:具有幻象供电的校准麦克风的理想乐器,因为它具有内置的IEPE功率输出。只需插入麦克风,然后像普通示波器一样使用PicoScope。

车速

该实验是我们一系列教育技术说明中的一项,着眼于 测量汽车的速度。 (不幸的是,由于预算限制,不得不使用一辆相当小的汽车!)

光速

科学实验涵盖了该主题“测量光速”。

声音的速度

科学实验涵盖了该主题“测量声速”。

应变,力和负荷

应变仪也许是最流行的用于测量力和挠度的传感器。当应变仪被拉伸或压缩时,其电阻会发生变化。通过将应变计安装在已校准的支架上,可以间接测量力。这种传感器通常称为称重传感器。称重传感器由一个或多个按行业标准“ 10 V电桥”配置的应变仪组成。灵敏的称重传感器用于称重秤,而在其他极端重型工业称重传感器上,则可用于测量几吨的负载。

如上所述,大多数称重传感器是“ 10 V电桥”类型,需要10 V激励电压并产生毫伏输出。当将此类压力传感器与我们的任何产品一起使用时,需要额外的10 V精密电源来提供此激励电压。

温度

温度是最常测量的真实信号。我们有几种专用于测量温度的产品。此外,如果您想同时监控温度和其他参数,我们的 数据记录产品 提供一个简单的即插即用解决方案。
其他资讯

我们还提供以下应用笔记:

也可以看看:

电压

大多数Pico产品均可用于测量电压。为了确保您选择正确的产品,必须考虑以下几点:
  • 需要测量多少个电压(通道)
  • 电压有多大(或小)
  • 信号变化的速度
  • 您希望记录多长时间的电压
需要测量多少个电压(通道)

如果您需要测量大量通道,请考虑使用PicoLog 1012(12个通道)或PicoLog 1216(16个通道)。如果需要更多通道,则可以在同一台PC上使用多个ADC单元,以提供很高的通道数。如果您要在大范围内记录许多电压,则EnviroMon网络数据记录系统可以为每个记录器测量多达30个通道。

电压有多大(或小)?

我们的大多数数据记录产品具有固定的输入范围(2.5 V或5 V)。通过使用简单的分压器电路,可以轻松增加这些电压。我们的示波器产品具有软件可选范围(10 mV至100 V)。

如果您想测量高压,则可以使用适当额定的x10示波器探头将我们的示波器产品的范围扩展到1000V。对于更高的电压和大电流电源(例如市电(房屋电流)),我们建议使用我们的示波器产品之一,带有隔离x100差分示波器探头。

如果要测量较小的电压,则需要考虑设备的输入范围以及分辨率。

如果您的信号具有高于1 kHz的频率分量,请考虑 示波器产品。如果您所有的信号均低于1 kHz,则可以使用 数据记录 或者 。

您希望记录多长时间的电压

如果您希望长时间(超过5分钟)记录电压,请使用我们的数据记录器之一,或者,如果需要独立系统,请使用 环保.

 

Pico Technology-满足您所有的示波器和数据采集需求

我该如何衡量…从电压到光速的一切

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迈凯轮MP4-26

一些有趣的事实和数据:

规格

硬壳: 迈凯轮模压碳纤维复合材料,具有正面和侧面碰撞结构
前悬架: 舷内扭杆/阻尼器系统由推杆和曲柄操纵,并带有双叉骨结构
后悬挂: 内侧扭杆/阻尼器系统,由拉杆和曲柄操纵,并带有双叉骨结构
电子产品: 迈凯轮电子系统。包括底盘控制,发动机控制,数据采集,仪表板,交流发电机,传感器,数据分析和遥测。 (由国际汽联标准化)
车身: 碳纤维复合材料。分开的发动机罩,侧箱和地板。鼻前翼结构鼻子
轮胎: 倍耐力P零
收音机: 建伍
赛车轮: 恩庆
制动卡钳:
主缸:
电池: GS汤浅株式会社
操舵: 迈凯轮动力辅助
仪器: 迈凯轮电子系统
油漆解决方案: 阿克苏诺贝尔汽车使用锡金产品进行修补
KERS: 梅赛德斯·奔驰,安装在发动机上的电动机/发电机,带有集成的储能单元和电力电子装置。 60kW功率。

传播

变速箱: 迈凯轮模压碳纤维复合材料。整体式后防撞结构。七个前进档和一个倒档。
档位选择: 迈凯轮无缝换挡,手动操作
离合器: 碳/碳纤维,手动
润滑剂: Mobil

引擎

指定: 奔驰FO 108Y
配置: V8倾斜90°
容量: 2.4升
最大转速: 18,000
活塞最大孔: 98mm
阀数: 32
汽油: 埃克森美孚高性能无铅(5.75%生物燃料)
火花塞: NGK赛车火花塞,专为奔驰F1发动机设计
润滑剂: 美孚1号–将更高的性能,保护和冷却与更高的经济性和更低的排放结合在一起
重量: 95kg(国际汽联规定的最小重量)

迈凯轮MP4-26– F1technical.net

平视显示器

任何汽车仪表或监控显示器要解决的主要问题之一是驾驶员必须移开道路才能看到信息。另外,在其他情况下,驾驶员不看显示屏,因此可能会错过重要的警告,例如油压低。可以使用许多技术,例如警告蜂鸣器或将仪器放置在几乎可以看到的地方,但是最具创新性的技术之一就是平视显示器(HUD)。它最初是由飞机工业为战斗机飞行员开发的;飞机设计师在飞机驾驶舱内最多显示100种不同的警告装置时也遇到了类似的问题。图1显示了平视显示器的原理,图2显示了BMW中的系统。来自投影仪的信息被定向到部分反射的“镜子”上。因此,对于该系统,投影的显示信息将必须颠倒。在正常情况下,驾驶员将可以通过屏幕看到道路。调整显示器的亮度以适合环境照明条件。当该系统由计算机控制时,可以显示大量数据。

但是,问题在于以这种方式提供哪些信息。车速表可能会成为较低液位显示器的一部分,而低油压可能会在驾驶员面前闪动。当前向雷达检测到即将发生的碰撞时,还可以显示视觉警告。当前的HUD系统用于直视,但是液晶后视镜(用于自动调暗和减少前灯眩光)可以用作后视盲点检测雷达的有效显示屏。

图像

1.平视显示操作

图像

2. HUD示例(来源:宝马)

一项有趣的研究是确定驾驶员在任何时间点的确切位置,这可以用来确定平视显示器在任何特定时间的投影位置。该技术涉及微型摄像机,该摄像机与激光束耦合,该激光束从驾驶员眼睛的角膜反射回来,并且可以准确地测量他或她在看什么。眼动探测器除了用于研究之外,还是生物力学研究中使用的一系列工具之一,可以直接监控驾驶员的身体健康。这些工具中的一些最终可以主动用于控制汽车或唤醒有入睡风险的驾驶员。

 

 

达克斯福德莲花队

刚刚度过了美好的一天,看着莲花队做一些练习和进站。他们还宣布购买Caterham-我认为这很不错。在这次ATT研究之旅中,我的助手贝丝(下图的右边!)和我遇到了亚诺·特鲁利。

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Karun Chandhok在那里,也很高兴见到他-实际上,他似乎无处不在!

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迪登’未能见到老板托尼·费尔南德斯(Tony Fernandes),但在他们炫耀F1赛车和卡特勒姆(Caterham)时,将他与海基·科瓦莱宁(Heliki Kovalainen)绑在一起:

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迈克·加斯科因(Mike Gascoyne)当然在那里,但太忙了,无法与我们见面!

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祝您度过愉快的一天,对不起,我的意思是,这是一次非常有成果的研究活动……(以下视频)。

汤姆

中国F1正式

塞巴斯蒂安·维特尔(Sebastian Vettel)将首发中国大奖赛,马克·韦伯(Mark Webber)仅排在第18位,简森·巴顿(Jenson Button)和刘易斯·汉密尔顿(Lewis Hamilton)位居第二和第三。
有什么预测吗?
汤姆