Kettős inga vizsgálata A kettős inga az egyik legegyszerűbb ...

A mérőeszköz leírása
A rendszer egy klasszikus kettősinga, ami mechanikailag úgy van összeállítva, hogy minél kisebb
legyen a disszipáció. Az ideális eset természetesen nem érhető el, viszont a mozgás kaotikus jellege így
is jól vizsgálható.
Az inga helyzetét egyértelműen meghatározza a két tengely szögelfordulásának mértéke. Ennek
mérésére két optikai dekóder van rajtuk elhelyezve, 72 rés/360 fok felbontással (egy lépés tehát 5 fok).
Az iránytól függően széles ill. keskeny impulzusok jelennek meg a hangkártya csatornáiban. A szög
aktuális értéke tehát nem ismert, hanem abból lehet visszaállítani, hogy hány lépést tett meg a tengely
egy adott irányban. A felbontás nem nagyon jó: a pontos információ abban van, hogy milyen
időpillanatban lépte át a tengely az 5 fokos elfordulási pontot. Úgy is tekinthető az adatsor, hogy a
pontos mért szög-értékek időben nem ekvidisztáns lépésekben jelennek meg. A szögsebesség is nagy
pontossággal megadható, figyelembe véve az időkülönbségeket.
Az ilyen jellegű, fizikai mérésekben nagyon gyakran előforduló nem különösebben egyszerű adatsor
feldolgozása a mérési feladat része!
A mérőeszköz rendelkezik egy egyszerű mechanikai indító retesszel, amivel jó közelítéssel ugyanabból
a helyzetből indíthatóvá válik. Kaotikus rendszerek vizsgálatánál jellegzetes kérdés, hogy a közel
ugyanolyan pontból indult trajektóriák hogyan távolodnak. A reteszt át lehet szerelni, ennek
megfelelően néhány pontból jól reprodukálhatóan elindítható a rendszer (pontonként kb 10 mérést
legalább érdemes végezni).
A mérésre két alkalom áll rendelkezésre. A feladatokat úgy érdemes elvégezni, hogy az első mérési
alkalommal a legtöbb feladathoz szükséges adatokat elsődlegesen felvenni, majd a két alkalom között
az adatfeldolgozást legalábbis részben elvégezni. Ekkor a második alkalommal a felvett adatok
minőségét javítani, illetve a hiányzó adatsorokat pótolni lehet.
Mérési feladatok
A mérés során az alábbi főbb feladatokat kell elvégezni. A feladatok nem mindig adnak egyértelmű
mérési utasítást; a pontos kivitelezés megtervezése, a felvett adatok alapján a feladat megoldási
módszerének kidolgozása is a feladatok része. A megoldásra jellemzően nincsenek jól adaptálható
konkrét ,,receptek” az adatsor speciális struktúrája miatt, ezeket a megfelelő programok (Octave, C,
etc) elvi kidolgozásával és megírásával kell elvégezni.
• a berendezés megértése, beállítva (szemmel megnézve) a különböző dinamikai tartományokat (közel
periodikus lengés, erősen kaotikus tartomány)
• a rendszer trajektóriája során a dinamikai paraméterek (szögek, szögsebességek) meghatározása
(adatfelvétellel, otthoni adatfeldolgozásos vizsgálat), az impulzusok azonosításával (bicubic spline
interpoláció, szögérték az idő függvényében)