MicroFoucault 第 26 期：试错和技术数据。(第 3 部分）
9月11日，午夜EX-CE-LLENT！半转16小时，全转32小时。误差4%。
9 月 12 日：13 小时，29 小时转完一圈，即比我所在的纬度（33 时 26 分）下应该达到的速度快 14%。
在没有任何外部干预的情况下，开始了为期两周的测试。
幕后…上面是摄像头和树莓派，下面是装有 MicroSet 的电脑，正在记录数据。
9 月 15 日：在 30 个小时内完成了最后一次完整的旋转：速度快了 10%，但进步很快。
9 月 16 日：用 30 小时完成最后一次旋转：仍然快了 10%。
9 月 17 日：用 32 小时完成最后一次旋转：速度只快了 4%！
9 月 18 日：最后一圈在 32 小时内完成：非常好！
四天的曲线图非常有趣，因为你可以看到它随着时间的推移而变化：
你可以看到曲线越来越平缓，如果继续这样下去，曲线应该会变得更加线性，旋转时间很快就会降到 10%以下。这些曲线看似有点无政府主义和起伏不定，但对于如此微小的傅科摆来说，已经是巨大的胜利了。
9 月 19 日：30 小时内最后一次旋转。又快了 10%。
9 月 20 日：30 小时。
9 月 21 日：32 小时。
9 月 22 日：30 小时。
完整旋转的签名示例：
9 月 27 日：15 天后测试结束：
……在这里我们可以看到，它已经进行了 24 次半旋转，即 170 小时中的 12 次完整旋转，这使得我们的平均时间约为 29 小时（而不是 33 小时）。您还可以看到，随着时间的推移，摆轮的振幅逐渐趋于稳定。以下是这 15 天的测试视频：
……在这里您可以看到，这个摆锤有一个隐藏的崇拜者：一只蜘蛛，随着时间的推移，它也来看它！但是，如果我们记下钟摆处于 0°（正午）的时间，我们就会得到以下的半回转周期：
这样我们就得到了一个四舍五入的平均值，即每半圈 14 小时 30 分，也就是每转一圈 29 小时：在 15 天不间断的运行中，这个微型摆锤转得太快了，快了 15%。
通过继续微调设置来纠正摆锤在-70°和-20°之间的移动，这一结果很容易得到改善。这样一来，精确度可能会低于 10%。但你必须知道何时停止。
2024 年 9 月 28 日：是时候结束这项实验了，因为它已经持续了 5 个月，现在其他人需要我的测量设备和时间。我要把所有东西都拆了，最后把厨房和起居室整理好，而蜘蛛则要另找一个巢穴，就是它一直以来在钟表下面的那个巢穴。
不可驯服：数据采集 .
如何测量它的旋转？
一台 RPI HQ 摄像机连接到一台运行 Rasbian（Linux）的树莓机上。图像采集软件是 Allsky，可以在这里下载：https://github.com/AllskyTeam/allsky。这是一款用于拍摄小行星、卫星等照片的天文软件。由于现在是夏天，我把它设置成在南极，让它以为整天都是夜晚……照相机每小时定时拍摄一秒钟的图像，形成延时摄影。Allsky 也是一个互联网服务器，可以从任何屏幕上实时查看摆锤的位置。摆锤上粘有一个小反光镜，形成照片中的白线。整个装置由一个 LED 照亮，并完全隔离在黑布后面。然后，我会在延时摄影中插入一个刻度，以便在整个实验（可能持续一个月）中逐小时跟踪摆锤的准确位置。
如何测量摆的摆动周期？
在一种情况下，通过导线与夏朗环的接触来触发计时器，即 MicroSet 控制器。它以百万分之一秒的精度记录每次摆动。由于摆锤的振幅随其位置的变化而不同，摆锤的位置会不断变化，因此图表会显示出每半圈的重复曲线。这就是摆的特征，每个人的特征都完全不同。通过这种方式，我们可以测量钟摆的旋转时间及其在任何给定时刻的位置。最重要的是，这个系统可以测量夏朗环的中心位置。
下图显示了微型福柯钟表 24 小时的运行情况。每个峰值表示钟摆转了一圈。(图中的交叉线不算：它们只是夏朗环的接触不良）。
由此我们可以推断出
- 钟摆在 24 小时内转动了一圈、
- 当摆锤位于 X 轴上时出现峰值、
- 当摆锤位于 Y 轴上时出现凹凸。
在另一种情况下，我使用电磁铁产生的脉冲来触发计时器。这个公式比夏龙环的电接触要精确得多。
为什么所有这些测量都如此耗时？
因为每次调整都需要等待 17 个小时，也就是在我所在的纬度转半圈，然后才能验证数据。
这是我们必须付出的代价。而任何科学实验都必须是可重复的。这样我们至少需要 34 个小时。
但是，如果我们想实事求是的话，我们就必须反向重做每个实验，回到原始数据：34 个小时，再加上 17 个小时来确认修改：51 个小时……
如果我们想完全诚实，我们会做一次完整的旋转实验来确认半旋转。这样就是 102 小时….
一言以蔽之：我们需要 4 天的时间来了解稍作调整后的结果。再乘以修改的次数，我们谈论的就不再是天数，而是月数了！
如何将夏朗环和电磁铁置于中心位置？
两者的中心都是由 4 颗螺钉固定的，这 4 颗螺钉呈 “X “形围绕着夏朗环和电磁铁。粗工们经常尝试用尺子测量，但这更像是一种 DIY 练习。这里有一个绝对公平的方法：用秒表将每次振荡测量到百万分之一秒。我使用的是 MicroSet 计时器。
如果你仔细观察下图，就会发现在设置 1 之前，每次测量的时间都比另一次短。设置 2 可以微调最终结果。
一定要从夏朗环开始，因为它很难调整，最后再用电磁铁调整。在您对自己的作品感到满意之前，需要花半天到一整天的时间进行调整。
