（一）加速计的工作原理

低重力加速计用一个集成电路 (IC) 来感应加速度，这种集成电路原来是控制汽车中安全汽袋的释放的。用微雕刻在集成电路硅板上雕成小 “手指”。这些手指加速时会弯曲。它们是排成像电容器的板一般连接起来。当手指弯曲时，电容改变，在集成电路上的电路监测这个电容，将它转变成电压。在外头的运算放大器电路将集成电路的输出放大和过滤，出来的电压就能用以下的实验界面探测：

低重力加速计测量在标贴上箭头所指方向的加速度。加速度正常是以米/秒/秒或 g 为单位。一个 g 是地球表面的重力加速度，即是9.8 米/秒/秒。这个加速计能测量加速度的范围由 -5g (-49 米/秒/秒) 至 +5g (+49 米/秒/秒)。这范围的加速度是一般人类身体能安全承受的。但很多碰撞是会产生比这大很多的加速度的。比如说，将加速计从几公分掉下一个硬平面就会产生几百 g  的加速度。低重力加速计在 1000g 以下的加速也不会破坏。

注意低重力加速计是可以感应重力的影响的，我们可以用这个感应简单地校准加速计。而且你也可以用低重力加速计来测量角度，像一个“倾斜计”。它的读数会按它的向法而改变，从水平到垂直会得到不同的读数。你能够测量角度达到1度的准确性。

低重力加速计是采用 Analog Devices 的 ADXL05 晶片，这晶片设计是用来测量小加速度而有极少的电子噪音。噪音一般在0.5 米/秒/秒左右。偏差电压(在 0 米//秒/秒的输出电压)会跟温度变化有些漂移。在做实验前先校准能得到最好的效果。校准这个传感器相当容易，可按下边的步骤做。

威尼尔也提供两个其它加速计:

25-g 加速计(型号：ACC-BTA)。用它来研究碰撞实验或比较大的离心加速度。

3-轴加速计 (型号：3D-BTA)。由三个低重力加速计单位按直角安装在一个小组装上。用它来测量现实生活的数据，如游乐场的机动游戏。

（二）使用的一般步骤

1、 1、连接低重力加速计传感器、界面和计算机。

2、 2、启动 Logger Pro软件。

3、 3、程序将自动识别传感器，然后你就可以准备采集数据了。

（三）注意事项

    因为加速计对加速度和地球引力都敏感，解释加速计的测量是很复杂的。对于理解加速计测量的一个有用的模式是用一个带上参考质量 (或物体) 的弹簧秤。如果秤指向上(通常是设备是这个方向的) 质量的重量导致弹簧压缩，您得到非零的读数。如果您将秤反转向下，弹簧将被延长，代替了压缩，并而我们得到的是正负相反的读数。如果您转动秤使它指向斜的一边，并保持它不动，那么弹簧将是在它轻松的长度，而读数将是零。如果你将秤想质量的方向加速，那么弹簧将压缩。如果你将秤向质量的反方向加速，弹簧将展开。

    在每个情况下秤是读出的数值是对应质量上的正交力。除去质量可以将读数变成相对的，得出的单位是牛顿/千克单位，这与米/秒²相同。加速计的测量是可以用这种方法确切地来解释清楚。

问题一：加速计测量什么的？

    答案：正交力/质量单元

    注意这并不是净力/质量单元 (这就可能是加速度)，但它是没单元质量的正交力。这稍微有一些非常规的数量是相对于一个过山车的乘客在转弯所感觉的。这个解释甚至可在非向量的总加速度读数都有用，三轴加速计在静止时是 9.8 牛顿/千克，在自由落下时为零，在转弯时是大于 9.8。

    这正交力解释甚至于水平方向的一轴加速计有效。这读数是非零因为在设备内部的测试质量必须有一个应用力来加速它。那正好是刚好是水平方向上的正交力。

    当我们讨论加速计读数时，我们可以称它为正交力/质量单元，单位是牛顿/千克。

问题二：我认为加速计是测量加速度！

答案：当一个力不是运动加速度时，这里我们非常谨慎的是我们不称它为一个加速度。例如，一个保持静止的物体若有 9.8 米/秒² 的 “加速度” 是一个很显然有困难的解释，但它就是加速计的读数呢。

我们可以改正加速计读数来得到正确的加速度，只需加上沿着传感器箭头方向的重力加速度成分。例如，如果加速计的轴指针向上，它的重力成分是 -9.8 米/秒² 。当箭头向上并且设备静止时，加速计的读数是 9.8 米/秒²。加上 -9.8 米/秒²后，我们得到零，这是正确的加速度。如果箭头是水平的，读数是零，但重力成分也是零，我们仍然可以得到为零的正确加速度。

问题三：那g-力又是什么呢？

    答案：我们避免g-力的使用，因为这数量没有力的单位的。

    反之，g-因素是可以作为正交力/质量单元的标记，可应用在轴的标记和在讨论中。

你可以看到一个静坐在桌面上的物体的g-因素是1，在自由落下时是零等等。g-因素是无量纲的。如果正交力是矢量，那么g-因素也是。g-因素完全是可选择的 – 它只是避免一长串名字的捷径。

（四）使用范围

    一些建议的实验室活动包括：

1、测量动力小车在斜面上滚下的加速度。

2、测量由一个推动力推动动力小车时的加速度。如果你有力传感器，也可以同时监测力的强度来示范牛顿第二定律。

3、将低重力加速计安装在一个挂在弹簧上的质量上，启动简谐运动，监测加速度。如果你有力传感器，可4、以同时测量力的强度来研究加速度与力的关系。

5、用低重力加速计测量一个物体的斜度。因为低重力加速计探测重力的垂直部分，它的读数会跟取向从水6、平至垂直而变化。你能测量角度的准确性达到最接近的1度。

7、当你将低重力加速计当钟摆一样摇动时测量加速度。

8、将低重力加速计放在你的皮带下，然后跳高跳低。测量你著地时的加速度，可以尝试容许膝盖弯曲或将膝盖固定。

9、采集加速度与时间的数据，然后计算时间的积分来求速度。将这个速度与用其它办法得到的速度比较。

   如果你有一个容许你在实验室外采集数据的实验界面，你可以尝试测量以下加速度：

1、在升降机

2、在游乐场的机动游戏

3、在游乐场的游戏如旋转木马

4、在遥控玩具车

5、在跳伞员或bungee跳等等

6、测量转盘的离心力

7、在汽车内