Fragen zu den "gemessenen" Werten

[MatthiasH]

Hallo zusammen,
Ich habe einige Fragen zu den Werten die ich von dem JoyWarrior auslese.
Ich habe ein kleines C# Programm geschrieben mit dem ich den Joystick Port Polle. Die "gemessenen" werte schreibe anschließend in eine csv-Datei.
Hier einen auschnitt aus dieser Datei.
1. Spalte zeit in ms
2. Spalte x
3. Spalte y
4. Spalte z

Code: Select all

8;16519;32499;32631;x
9;16531;32523;32595;x
8;16563;32559;32519;x
8;16563;32515;32631;x
8;16563;32523;32583;x
8;16479;32555;32547;


;16435;32447;32487; MIN
;16651;32635;32703;MAX
;216;188;216;Delta

Einstellung beim JoyWarrior siehe Anhanng

so zu meiner Frage:
Welch Einheit haben dies Zahlen?
Warum liegt zwischen Min und Max bei ca 2000 gemessenen Werten ein Delta von ca 200? Der Sensor lag bei dieser messung auf dem Boden und wurde nicht Bewegt!

Ich würde den Sensor gerne benutzten um eine Weg messung zu Realisieren. Ist es Möglich mehr werte pro Sekunde zu lesen? Wie sehen die Daten im RAW Format aus, und wie kann ich diese dann lesen?


vilen Dank für die Bemühungen schon einmal im Vorraus.

mfg
Matthias

[Guido Körber]

Also erst mal müssen unkalibrierte Joystickdaten gelesen werden, Windows normalisiert die Daten jeglicher Joysticks auf 16 Bit, durch das Lesen der unkalibrierten Daten kommt man an die tatsächlichen Werte.

Die 125 Werte pro Sekunde sind eine durch das USB Protokoll bestimmte Grenze für die Art Gerät.

Der Sensor hat ein von der Bandbreite abhängiges Rauschen und zwar 150µg * Sqrt(f), also ca. 1,8mg bei 150Hz.

[FelixH]

Hallo,
ich hatte eine kleine Messreihe mit dem JW24F14 gemacht. Er befand sich in Ruhelage (Temperatur war auch konstant). Ich habe immer in Abständen von ca. 20 Minuten die durchschnittliche Beschleunigung über 5 gemessen bei einer Frequenz von 60Hz und 1g. Der Beschleunigungsmesser ist immer um einen gewissen Wert geschwankt ich liste hier noch kurz die Ergebnisse auf:

Messungszeit Durchschnitt

14:20:00 -0,038 m/s²
14:40:00 0,002 m/s²
15:00:00 -0,036 m/s²
15:20:00 -0,034 m/s²
16:20:00 -0,001 m/s²

Hab mich jz gefragt woran das liegen kann. Ändert sich dieser "Bit-Rausch-Bereich"?
Danke,
Felix

[Guido Körber]

Wie ist denn die Vorgehensweise zum Messen?

[FelixH]

ich habe das Programm gestartet das jeden Messwert speichert (60 Messwerte pro Sekunde) und nach 5 Sekunden den Durchschnitt aller Messwerte in den 5 Sekunden berechnet. 20 Min später das selbe nochmal und so weiter. In der obigen Tabelle stehen jz jeweils die durchschnittlichen Beschleunigungswerte über 5 Sekunden. Hoffe ich hab mich einigermaßen verständlich ausgedrückt,
Felix

[Guido Körber]

Mittelwert ist nicht optimal um das Rauschen zu unterdrücken, Medianfilter wäre besser, damit werden einzelne Transienten effektiv unterdrückt. Der spektrale Schwerpunkt des Rauschens liegt bei 150 µg/sqrt(f), also bei ca. ±1,1 mg

[FelixH]

Komischerweise liegen jedoch die Messschwankungen nicht bei 0,01 sondern mehr als eine 10ner Potenz drüber.
Ich habe es jetzt mal mit einem Median-Filter probiert.
Hier nochmal eine kurze Messreihe:

20:45:00 -0,02 m/s² -0,021m/s²
21:00:00 -0,028 m/s² -0,025m/s²
21:05:00 -0,02 m/s² -0,022m/s²

Die erste Spalte ist die Uhrzeit, die zweite der Filterwert und die dritte nochmal mit der durschnittliche Wert, jeweils immer über die Dauer von 5 Sekunden.
Sie haben oben geschrieben das sich das Bit-rauschen so errechnet: 150mikro g / wurzel der Frequenz. Muss man nicht multiplizieren statt dividieren?

Danke für die Antworten,
Felix

[Guido Körber]

Ja, natürlich multiplizieren, Tippfehler.

Aber 1 g = 9,81m/s²

Damit sind wir in der richtigen Größenordnung und die Ausreißer werden bei Mittelwertbildung nicht gut weggedrückt.

[FelixH]

Ach ja stimmt das hatte ich übersehen. Okay vielen Dank für die schnelle Hilfe,
Felix

[FelixH]

Wieso ist das Bit - rauschen eigentlich von der Frequenz abhängig? Ich dachte es wär von der Auflösung abhängig also den 14 Bit. Oder liege ich da total falsch? Beeinflusst dann die Frequenz auch den kleinsten messbaren Wert? Wie groß wär der bei 40 Hz?
Danke für Antworten,
Felix

[Guido Körber]

Das Rauschen im Signal des eigentlichen Messelementes ist konstant und wird durch Filter reduziert. Je breiter der Frequenzbereich, desto mehr Energie des Rauschens kommt mit dem Nutzsignal durch, also sinkt die nutzbare Auflösung mit zunehmender Bandbreite.