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居家实验:Phyphox测量a-t图象观察电梯运动

 新用户5228KeDY 2021-10-10

居家实验:Phyphox测量a-t图象观察电梯运动

这不是新实验,可作为小活动。

晚上出去回来,坐电梯,闲的,拿出手机,用Phyphox记录了手机竖直方向的a-t图象。如图,前面的一段是乱七八糟数据,没用的;后面的能看出来规律,有用。

单独把y方向图象放大,发现:

  1. 原来什么都没测的时候,就有个加速度的偏离;
  2. 电梯运行过程中,使加速度传感器记录了不少噪声,所以需要整形和修正。

使劲看一眼,看长什么样儿,认认真真、再不忘记。既然有误差,我们就不再用这些固定了的轴上的数字。

引入到Excel,画散点图,然后趋势线,移动平均,抓图到几何画板,把各个坐标按比例折合到实际数值上去。

因为Phyphox无法中间插入我们的滤波器,所以只能眼睛凭感觉观察,取平均值画线;另外就是轴下的绿色面积需要和轴上的开关的绿色面积相等,以表示速度后来仍为零。但是我们会看到轴下面的部分,还有一个小三角形。这个小三角形是不是电梯仍在运动呢?按实际感受,确实是在运动,而且中间的梯形面积确实比第一个梯形面积要小得多。实际电梯机械和电气方面有多种考虑,这个小三角形很可能是存在这个运动的。

没细研究,只翻了《自动化与信息工程》中的一篇文章,专门研究电梯的,这个小三角形数据是存在的。

为了简化,整形到中间的梯形里面去了,粗略折合后,这样儿。

我们看到:

  1. 电梯启动时,加速度变化率(有人叫急动度,与人乘电梯的舒适度有关)变化确定明晰的分成了3个阶段,分别为,0,之后直到制动前。
  2. 把小三角形合并到中间梯形里。制动加速度变化率分别为,0,。制动的最后一个阶段,会发现加速度的变化率变小了,以前做题时,说是这里面有个缓冲器和平衡的装置。

当a变化时,电梯不是匀变速,但是考虑到它的三个连续变化阶段,变化率相差不大,那就粗略当成是a恒定了,其超粗糙v-t图。

得到总的运行高度16.8m,推算出楼内房间每层大约高2.80m。

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