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制造比特:3月23日

测量加速度;蜂鸟翅膀测量。

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测量加速度
美国国家标准与技术研究所(NIST)开发了一种新的和测量加速的更好方法

NIST开发了一种光学机械加速度计,这种技术比传统的加速度计具有更高的分辨率和带宽。光学机械加速度计使用已知频率的激光来测量加速度。通过这项技术,NIST已经实现了市场上最高的测量加速度分辨率。

加速度计是机电装置或传感器,其测量结构的运动振动或加速度,根据Omega Engineering。根据ωA,加速度是每单位质量或a = f / m的力作用。

加速度计用于航空航天,汽车,智能手机等许多产品。在智能手机中,加速度计使设备能够在任何方向上检测加速度。这样,根据Omega的说法,手机上的图像右侧旋转右侧。在汽车,气囊利用加速度计,检测速度突然变化。

这些设备测量静态或动态加速度。“静止加速度是作用在身体上的恒定力,如重力或摩擦,”根据Omega。“动态加速度是不均匀的,最佳示例是振动或震动。”

有各种各样的加速度计的类型。据该公司称,一种称为压电加速度计,称为压电加速度计,当经历突然加速时,从传感器发送电信号。然而,根据NIST的说法,传统的加速度计在许多应用中达到了它们的敏感性和带宽限制。

相比之下,NIST的光学机械加速度计据说比传统的加速度计更精确。NIST的加速度计基于硅芯片上的法布里-珀罗微腔技术,是精确的,可现场部署,并可以自我校准。

来自NIST的加速度计和其他物流仪记录速度变化。这是“通过跟踪自由移动质量的位置”,使“检测质量”称为相对于装置内的固定参考点。根据NIST的加速或切换方向,验证质量和参考点之间的距离仅发生变化,““证明块的运动产生可检测信号。NIST研究人员开发的加速度计依赖于红外光,以测量返回空间小区域的两个高度反射表面之间的距离变化。“

NIST的技术在大于13kHz的频率范围内实现了分辨率的热力学限制。“NIST设备由两种硅芯片组成,红外激光进入底部芯片并在顶部离开。顶部芯片包含由硅束悬挂的证据质量,这使得能够响应于加速而自由地上下移动。镜面涂层上的镜面和连接在底部芯片上的半球形镜子形成光学腔,“来自NIST的冯周解释说。

“选择红外光的波长,使其几乎与腔的共振波长相匹配,使光线在出腔前在两个镜像表面之间反复反射多次,从而增强其强度,”周说。“当设备加速时,证明质量会移动,改变腔的长度并改变谐振波长。这会改变反射光的强度。光学读数将强度的变化转化为加速度的测量值。”

蜂鸟翼测量
埃因霍温理工大学,索拉玛和斯坦福大学已经开发了一种新技术来测量速度和蜂鸟拍打翅膀的声音

研究人员希望解开蜂鸟翅膀发出的声音,并探索改善无人机等产品的方法,让它们更安静。“在这项研究中获得的知识有助于改进飞机和无人机的旋翼,以及笔记本电脑和吸尘器的风扇。”根据Sorama

在这项研究中,科学家们检查了斯坦福大学的六只安娜蜂鸟。鸟儿们在飞行室内喝了假花里的糖水。为了测量声音,研究人员用12个高速摄像机、6个压力板和2176个麦克风观察了蜂鸟。

当它在花或其他物体面前徘徊时,蜂鸟皮瓣的翅膀在每秒大约40次节拍上,从而产生声音。

“蜂鸟的嗡嗡声起源于翅膀的顶部和底部之间的压力差异,这据研究人员来回改变翼状和翼片来回变化。“这些压力差异在翅膀上是必不可少的,因为它们提供了使蜂鸟能够提升和悬停的净空气动力学力。”

“这就是为什么鸟类和昆虫会发出不同的声音。蚊子呜呜叫,蜜蜂嗡嗡叫,蜂鸟嗡嗡叫,更大的鸟“呼”。大多数鸟类相对安静,因为它们产生的大部分升力只在向下冲程的翅膀拍打时产生一次。蜂鸟和昆虫之所以更吵,是因为它们每拍一次翅膀就发出两次声音。”斯坦福大学教授大卫·伦丁克说。“蜂鸟独特的声音被认为是令人愉快的,因为翅膀上不同的空气动力创造了许多‘泛音’。蜂鸟的翅膀类似于一种音调优美的乐器。”

艾琳多省理工大学博士学生Patrick Wijnings补充道:“我们开发了一种可以从测量中解释3D声场的算法,这使我们能够确定蜂鸟的最可能的声场。解决这个所谓的反问题的解决方案类似于警察面部综合艺术家所做的:使用几个线索来制定最可靠的嫌疑人。通过这种方式,您避免了测量中的小失真的可能性改变了结果。“



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