用Python控制硬件 - 用加速度传感器ADXL335测量物体的共振频率

pengshulin

用Python控制硬件 - 用加速度传感器ADXL335测量物体的共振频率 [复制链接]

转载自：《用Python控制硬件38-用加速度传感器ADXL335测量物体的共振频率》

 

物理学告诉我们，任何物体都会有共振现象（比如中学物理实验用到的音叉），共振频率点和其材料、质量、结构等因素相关，有的还有不止一个共振点（比如古代乐器编钟）。

为了定性定量地测量记录实验中的共振现象，这次演示用Shell Lab测试台软件配合MEMS加速度传感器芯片检测共振物体的频率。整套软硬件装置成本低廉，搭建容易，适合在教学实验中使用。

传感器ADXL335是AD公司产的三轴输出（模拟量输出，非数字式接口）MEMS加速度计，量程3G，X/Y/Z输出带宽最高1.6kHz（Z轴差一些，550Hz）。某宝可以直接购买模块评估板。

三个模拟量选择一路直接进入F4数采板，参考：

《用Python控制硬件35-自制二三十元成本的信号测量采集控制系统》

接线示意图：

需要特别注意的是传输线容易受工频干扰，所以需要选用带屏蔽层的多股线缆，屏蔽层在采集板一侧接地。因为只测量一路振动信号，所以取一路信号即可。

打开Shell Lab软件，仍然加载“daq / FFT analysis”例程，这里不再贴出代码，可以参考上面的链接。

需要修改几处：

CHANNEL = 0  # 输入通道
SAMPLE_RATE = 3200  # 修改采样率，芯片最高1.6k带宽，所以不用太高
PEAKS_LIMIT = 3  # 峰值标注的数量限制，不需要太高

和代码末尾处峰值标注的文字内容：

    # 增加峰值标注
    ...
        ...
        txt = '%f'%fft_x[idx]  # 标注频率值
        ...  

将传感器固定在被测系统上，敲击系统引起共振，观察频谱图的最高峰就是共振频率。