円柱の落下スピードの測定

安い光電スイッチで時速100km/hの物体を0.1％精度で普通に計測している私はただの通りすがり。

フォトマイクロセンサを一つ使うだけで済みますね。
50ｍｍの範囲全部真っ黒にマジックで塗りつぶせばいいんです。
時間計測ははマイコン使うなり、シーケンサ使うなりご自由に。

前のご質問で、次のように記載なさっています。
「毎秒約3ｍで移動している物体があります。
その速度がばらつくので精密に測りたいのです。」
「ばらつく」とのことですが、どのような方法で測定なさっていて、どの程度のばらつきがあるのでしょうか？

自由落下とのことですが、落下開始の際の初速度にばらつきがあると想定されるのでしょうか？ 円柱を落下させる機構をご提示頂ければ、機構の影響をある程度推測できるかもしれません。

自由落下において落下距離（400mm）が一定であれば、位置エネルギーが運動エネルギーに変換される量は、理論的には一定です。
直線的に落下するのではなく、回転運動を伴えば、運動エネルギーの一部が回転運動に変換さることで、直線運動の速度が若干低下する可能性があるかもしれません。

回答(5)さんのご指摘の一部を図示してみました。
2点のマークが通過する時間から速度を求める場合、落下中に物体の姿勢が変化することを考慮すると、仮に重心点の速度が一定としても、下図に示すように姿勢によって大きな誤差が生じることが分ると思います。
また、前のご質問に対する回答で、マークを1個にしてセンサーを2個にしたほうがよいとの指摘もご理解頂けると思います。


姿勢の変化なしに直線運動する場合と、姿勢の変化を考慮する必要がある場合とでは、測定の難易度が大きく変わります。
小煩いはなしになりますが、剛体の運動には6個の自由度がありますから、厳密に速度を測定するためには、6個のパラメーターに分離して速度を測定できるシステムを組む必要があります。
そのようなシステム構成にも複数の方法があると思いますが、例えば高速度カメラでマーク位置を含む物体を撮影して、ソフトウェアを利用して姿勢を数値的に算出するような方法があると思います。残念ながら、そのようなシステムは数万円の出費では作ることは困難と思います。
モーションキャプチャーに対応できる工業試験所や大学の研究室などに測定を依頼することを検討した方がいいかもしれません。

振り出しにもどりますが、もっともシンプルに正確に速度を測定することが最優先であれば、姿勢の変化が起こらないように軌道をガイドして直線運動をさせることです。

ここまで書いてみましたが、速度を測定することが最終目標とは考えにくいと思います。どのような事柄を実現するために速度を測定する必要があるかをご提示になれば、安価な解決策のヒントが得られるかもしれません。

前回にも書いたけれど要求精度はどれくらいでしょうか？
１０％、？１％、０．１％？

反射式で計測するとデカイ誤差が発生する
https://radiolife.com/security/police/45849/
ワークの傾き＝巨大な誤差
楽勝に３０％超える

高精度を要求するなら透過型
https://www.fa.omron.co.jp/guide/technicalguide/43/2/index.html

普通のLED透過型センサせは回折現象が大きい
https://www.olympus-lifescience.com/ja/microscope-resource/primer/lightandcolor/diffraction/
なのでそれも誤差要因

できればレーザー
https://www.fa.omron.co.jp/products/family/1747/
https://www.keyence.co.jp/products/sensor/laser/lv-s/
センサだけで3万越えなんでアレですが
0.1%を目指すならこれくらいは必要


そもそもですが
自由落下？って　落下姿勢も自由？
シュートみたいなので落下姿勢を規制してないとそれも誤差要因