Μέτρηση κλίσης με MEMS
Στόχος του προγράμματος είναι η κατασκευή στο εργαστήριο οργάνου μέτρησης κλίσης που χρησιμοποιεί ψηφιακό μετρητή MEMS (micro-electro-mechanical system).
Ο μικρού κόστους ψηφιακός μετρητής ΜΕΜS-6050 ο οποίος περιλαμβάνει γυροσκόπιο και επιταχυνσιογράφο, τριών αξόνων, έχει χρησιμοποιηθεί επιτυχώς στο εργαστήριο. Αν και οι επιμέρους μετρήσεις εμφανίζουν προβλήματα ο συνδυασμός τους μέσω φίλτρων δίνει τις μετρήσεις επιτυχώς. Συγκεκριμένα το μεν γυροσκόπιο εμφανίζει σταθερή απόκλιση με τον χρόνο ο δε επιταχυνσιογράφος δίνει μετρήσεις ανακριβείς, λόγω αδρανειακών δυνάμεων, αλλά με ακριβή μέσο όρο. Με τη χρήση φίλτρων η κλίση προσδιορίζεται σωστά όταν η μέτρηση του γυροσκοπίου συνδυάζεται με εκείνη του επιταχυνσιογράφου με βαρύτητα 97% και 3% αντίστοιχα. Η βαθμονόμηση στο εργαστήριο έδειξε μέγιστο σφάλμα 0.15% στη μέτρηση της γωνίας κλίσης.
Για την μείωση του λάθους ο αλγόριθμος των φίλτρων Kalman εισάγεται στο πρόγραμμα Python αλλά και σε νευρωνικά δίκτυα για την εκτίμηση της ορθής τιμής της μέτρησης βάσει της μετρούμενης τιμής. Πέραν του χαμηλού κόστους των ψηφιακών μετρητών η διαδικασία των μετρήσεων του κλασικού κλισιομέτρου απλοποιείται αφού συνεχείς μετρήσεις μπορούν να γίνονται εξ’ αποστάσεως μέσω των επίσης μικρού κόστους μικρο-υπολογιστών π.χ. Raspberry Pi-3B+ με τον κατάλληλο προγραμματισμό και με την καταγραφή και εμφάνιση διαγραμμάτων μεταβολής των μετρήσεων σε πραγματικό χρόνο, γεγονός που κάνει την χρήση τους σε γεωτεχνικά έργα πολύ ελκυστική.