记录器Pro,图形分析,LabQuest App和Vernier视频分析都使用数值导数计算来确定位置值的速度和加速度。

用于衍生物的数据通常来自运动探测器,传感器推车,编码器购物车,旋转运动传感器或视频分析。光子数据通常使用不同的计算来解释时间偏移。例如,在某些化学实验中还使用了数值衍生物来定位pH的最大变化速率。数学是相同的。

导数和第二个导数函数使用奇数点来估计当前时间中心的切线线的斜率。该软件永远不会仅通过仅两个点的连续差异找到斜坡。

您可以设置Logger中用于导数的点数Pro通过在文件菜单下找到的该文件的设置中更改它。看如何调整导数计算中使用的点数?。在LabQuest应用程序中,您可以在LabQuest应用程序(文件>设置)的设置中设置点数。图形分析和游标视频分析使用7点找到衍生物。此设置目前无法更改。

用于查找衍生物的点的数量对速度图的外观有重大影响,这些速度图是根据传感器的位置和时间数据创建的。使用更多点将平滑不规则的功能,但如果花太远,也会抹黑有用的细节。速度图中的前几个点和最后几个点是用减少点计算的,因为并非所有点可用。

如果目标是一个人,则将许多(11至15分)的衍生物用于衍生品很有帮助;相比之下,抛球实验的许多点会导致误导性涂抹速度和加速度图。

斜率本身被计算为目标点两侧点的斜率的加权平均值。例如,假设我们有(t,x)对的数据表的一部分,我们希望在第i行中的衍生物:

t(i -2)x(i -2)
t(i -1)x(i -1)
t(i)x(i)
t(i+1)x(i+1)
t(i+2)x(i+2)

对于n = 3,第i行的派生词是

1011-slope_equation_1.png

也就是说,X中的更改除以更改
随着时间的推移,使用第i行的两侧的行。

对于n = 5,使用了附加的i+2和−2行:

也就是说,使用五行的派生型是在第i行之前和之后从行中发现的斜率的加权平均值,前后两行,等等。
对于n = 5,权重为2和1。对于n = 7,权重为3、2和1。

第二个导数是应用两次的相同算法。

也可以看看:
记录器如何Pro计算来自光子数据数据的速度和加速度?
Savitzky - Golay平滑过滤器