重力加速度計を試してみる

 はじめに

　重力加速度計の全体が完成したので、実際に動かしてみることにした。

動作テストは、次に示す説明図dの環境で行った。

落下テスト

テスト手順

１）鉄球を電磁石にくっつける

２）Start SWを押す

３）電磁石をオフにする
        鉄球が落下する

４）結果がLCDに表示される

テスト結果

表示される重力加速度値が大きいようだ

　問題点１；　表示される重力加速度値　g が大きめに出る

    仮説：　センサーの検出時間が、適切でないのでは

        結果：オシロでみる限り、鉄球の落下に対応して検出されている

              

　気づいたこと：

                自由落下装置のセンサーを眺めていて、ふと思った。

                鉄球の静止位置とセンサー１（落下開始）の位置は、

                どうなっているのか>

                改めて、よく観察してみると、電磁石の下端とセンサー１との

                間がかなり空いている。

                これでは、落下時間が短く計測されてしまう。

 対策１：センサー１の信号の代わりに電磁石のオフ信号を

                  落下開始信号とするように変更した。

               結果：それらしい　重力加速度値が表示された。

　問題点２；　しばらくテストを繰り返していると反応しなくなる

    仮説：PIC16F1705が壊れたのかな

        対策２：PICを交換してみた

         結果：動くようになった。しかし、しばらくすると

                    また、同じように反応しなくなた。

問題点３；　テストをしているとPICが壊れるようだ

    仮説：電磁石のオフ信号が過大なのでは？

                PIC16F1705の入力ピンをオシロデみてみると

                 ＋８V位、250μsec幅のパルス入力が見られた。

                負側は、クランプダイオードを入れていたので、-0.5vだった。

                明らかに過大入力。これでPICの入力ポートが壊れた。

    対策：

                入力に　＋側もクランプダイオードを追加。さらに1/2抵抗分圧も入れた。

      結果：

                入力ピンをオシロで見ると約２V強ぐらいになった。

                

                しばらく、落下テストを繰り返しても、PICが反応しなくなることは

                なくなった。

入力ポート対策後のテスト結果

落下テストの結果を表にまとめる

        左側の　g表示、落下時間は、LCD表示の値

        右側のGは、NUMBERSを使って落下時間からg値を計算した値

        PICの計算結果とNUMBERSの計算結果には、大きな差は見られなかった。

まとめ

国土地理院の重力値推定計算を使い、東京の推定重力値を計算してみた

得られた値は、979787.9　mGal

m/sec^2に変換すると

                9.797879　m/sec^2

今回試作した装置の10回平均値の値は、

                 9.7803　m/sec^2

上の値を見ると、有効桁3桁程度が得られているようです。

手作り重力加速度計としての結果としては、満足いく値です。

また、落下時間の標準偏差値は、　1.27msec なので

有効数字3桁程度の落下時間値が得られているようだ。

期待した結果が得られたので、これでよしとする。