Samenvatting
hoorcollege aantekeningen en samenvatting meten van fysische grootheden
- Instelling
- Vrije Universiteit Amsterdam (VU)
uitgebreide samenvatting en aantekeningen
[Meer zien]Voorbeeld 4 van de 40 pagina's
Voorbeeld 4 van de 40 pagina's
In winkelwagengesponsord bericht van onze partner
Verkoper
VolgenVoorbeeld van de inhoud
MVFG hoorcollegesHC01 – introductie
Meten is de belangrijkste manier om kennis over ons bewegen te verkrijgen
Binnen bewegingswetenschappen zijn er twee soorten metingen:
- Sociaalwetenschappelijke
o Bijv. vragenlijsten
- Natuurwetenschappelijke
o Metingen van meer fysische grootheden, zoals massa en tijd
Deze cursus: natuurwetenschappelijke metingen, d.w.z. metingen van fysische grootheden,
zoals afstand, massa, tijd en kracht
Er is meer nodig dan alleen maar meten:
- Metingen uitwerken analyseren
o Deze stap kost meer tijd dan het meten zelf
- Resultaten interpreteren
- ‘Meten = weten’ is te kort, er komt meer bij kijken dan alleen het meten zelf
Meten en verwerken van data
- Apps doen twee dingen:
o Metingen verrichten (via) GPS
o Metingen uitwerken (omzetten naar grafieken e.d.)
- In de praktijk zijn dit de taken van de bewegingswetenschapper
o Meer stappen dan maar 2 keer op een knop drukken (zoals bij runkeeper)
Stappen
- Onderzoeker: denken wat/hoe je gaat meten
o Instellingen van meetinstrumenten zo gunstig mogelijk
- Meetinstrument: meten
- Apparatuur: voorbewerken ruwe data
- Computer: opslaan data, dataverwerking
Leerdoelen deze cursus
- Bepalen hoe je iets goed kunt meten
- Metingen verrichten
- Metingen uitwerken
- Groot deel van de cursus: algemene principes en methoden
- Ook meten van enkele specifieke grootheden:
o Bewegingsregistratie
o Meten van krachten
o EMG
,Elke fysische grootheid heeft een eenheid
- Afstand: meter (m)
- Massa: kilogram (kg)
- Tijd: seconde (s)
- Kracht: newton (N)
- Etc.
Meten = bepalen hoeveel eenheden een bepaalde grootheid groot is (bijv. hoeveel meters
zitten er in de afstand)
Kalibreren en ijken
- Kalibreren = ijken = aanbrengen van een schaalverdeling
- De output van meetinstrumenten zit vaak niet in de juiste eenheden
- Voorbeeld: stappenteller
o Vaak wil je deze gebruiken om de afstand te meten
o Meet aantal stappen
o Wil je dit gebruiken om de afstand te berekenen moet je hem kalibreren
o Dit doe je door een precies bekende afstand te lopen na rondje kun je
aflezen hoe veel stappen je gezet hebt afstand/aantal stappen, dan
weet je hoe veel meter je per stap zet (stapgrootte)
- Soms: kalibreren = bepalen van een omrekeningsfactor
o Niet altijd zo eenvoudig, vaak meer werk: bepaal kalibratielijn waarbij je
kan aflezen om bepaalde spanning om te zetten in bijvoorbeeld kracht
Vaak: meetinstrument geeft waarde niet in juiste eenheid maar als
elektrische spanning (in volt)
Kalibreren dan: bepalen hoe je volts omrekent naar de juiste
eenheid
Kalibreren: krachtopnemer
- Voorbeeld: kalibratie van krachtopnemer
o Bekende krachten (gewichten): 9.8, 245, 490,
etc. Newton
o Krachtopmeter geeft aan: 225, 387, 1024, etc.
mV
- Stappen die je onderneemt
o Stap 1: maak grafiek
o Stap 2: maak kalibratielijn door de punten
heen, meestal is dit een rechte lijn: y = ax+b
In matlab: coef = polyfit(x,y,1)
1 staat voor rechte lijn (polynoom van
orde 1)
X zijn de bekende waarden
o Resultaat
A = de gevoeligheid (richtingscoëfficient)
B = de offset (de waarde waar de lijn de
y-as doorsnijdt)
- Polyfit gebruikt de kleinste-kwadraten methode
, o Voor alle punten de afstand tot de lijn bepalen
Kalibreren: hoe niet?
- Je kunt ook een lijn maken met maar twee punten
- Dan krijg je een hele andere lijn die een grote afwijking
heeft (afb 21/22)
- Gevoelig voor meetfouten
- Hoe verder je gaat, hoe groter de afwijking wordt
- Meetpunten in te klein bereik
o Zeer gevoelig voor meetfouten
o Vooral ver van kalibratiemetingen
- Minstens 5 metingen doen voor betrouwbare kalibratie
- Wanneer je x en y omwisselt bij de polyfit, krijg je ook een
afwijkende lijn (afb 23)
o X = onafhankelijke variabele
o Y = afhankelijke variabele
o Zo bereken je de afstand van de punten tot de lijn
maar dan op de x as, is dus niet de juiste manier
o Als je meetfouten toeschrijft aan onafhankelijke
variabele krijg je een andere lijn
Kalibratie toepassen
- Stel je hebt goed gekalibreerd en meet 1260 mV; hoe veel N
is dit (dit kun je in de grafiek aflezen, of de formule van de
kalibratielijn gebruiken (afb 24)
Signalen
- Veel metingen: grootheid gemeten als functie van de tijd, heel veel metingen
achter elkaar
- Signaal = waarde van grootheid als functie van de tijd, op meerdere tijdstippen
- Je hebt verschillende soorten signalen
o Naar tijdstip: kunnen alle
mogelijke waarden aannemen
Continue-tijd signalen
Bestaat voor elk
tijdstip
Analoge signalen
Discrete-tijd signalen
Bestaat alleen op
bepaalde
tijdstippen
o Naar waarde: kunnen niet elke
waarde aannemen
Continue signalen
Discrete signalen
Digitale signalen
, - Met mobiele telefoon wordt niet op elk tijdstip gemeten en opgeslagen (dus niet
continu maar discrete tijd), kunnen ook maar beperkt aantal cijfers achter de
komma hebben (dus discrete waarden)
o Alles van smartphone en computer is op bepaalde tijdstippen en op een
bepaalde manier afgerond
- Bijvoorbeeld met de klok: er wordt continu gemeten (tijd), maar je de waarden
die je ziet zijn gediscretiseerd (tot seconden)
o Het beeldscherm gaf op elk tijdstip iets aan en ging niet tussendoor uit
(continue tijd), wat je ziet is afgerond op seconden (discreet)
- Goed de vraag lezen welk signaal zie je? Vs. welk signaal wordt hier gemeten?
Signalen: periodiciteit
- Zuiver periodiek
o Signaal herhaalt zichzelf exact, met een zekere periode
o x(t+T) = x(t), met T de periode
- Periodiek
o Signaal herhaalt zichzelf ongeveer, maar niet exact
o Bijvoorbeeld bij stappen zetten
o Kleine fluctuaties
- Niet-periodiek
o Alle andere signalen, die zichzelf niet herhalen
Representatie van signalen
- Eerste wat je doet nadat je een signaal hebt gemeten: bekijk het!!
o Signaal als functie van de tijd plotten in Matlab, of y als functie van x
o Gebruik altijd aslabels:
Welke grootheid
Welke eenheid
o Meer dan een signaal in grafiek:
Maak een legenda welke lijn wat representeert
- Y als functie van x: gebruik zelfde schaling voor beide assen
o In Matlab: axis equal
- 3D data: 3D plots
o Projecties op drie onderling loodrechte vlakken
o Zo kun je waarden afzonderlijk aflezen
Faseportret
- Faseportret: plot van afgeleide van (1D) signaal als functie van het signaal zelf
(zoals: snelheid als functie van positie)
- Vaak interessant voor (zuiver) periodieke signalen
HC02 – Fourier-analyse
Motivatie Fourier-analyse
- Probleem bij veel metingen
o Gemeten signaal bevat stoorsignalen
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper maykehoutman. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €7,49. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 73314 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen