Стенд и оборудование для испытаний и измерений III

Non-conformist>http://www.veda-group.com.ua/
Non-conformist>Тензорезисторы, тензодатчики от производителя в г. Киеве.

Кажется именно их я видел весной на выставке. Цены на тензорезисторы около $1 за штуку, за самый дешёвый тензодатчик около $50.

Ну, дык блин! 5 грн - это не то, о чем сомневаются!
Только надо толково схемку построить да прогу написать, чтобы данные конкретные экземпляры тензорезисторов уже пользователем тарировались, на данном конкретном упругом элементе. И не понадобятся эти $50. Делов-то, с таким-то коллективом!
Помехоустойчивость и чувствительность к воздействию посторонних факторов обещают быть исключительно высокими. Схема предельно проста.
Один момент - ползучесть у таких тензорезисторов имеется, т.е. при длительном воздействии медленно меняющихся нагрузок это дело со временем начинает давать погрешность. Но нам такое вроде не грозит?

Non-conformist>Ну, дык блин! 5 грн - это не то, о чем сомневаются!

Варбан писал, что с тензорезисторами есть одна большая проблема - их трудно качественно приклеить к упругому элементу.

Нет, не ползет, я уже с десяток раз писал по разным поводам.

Упругого элемента надо закаливать, и сильно. Иначе будет ползти.

Если разорвется двигатель, закаленный упругий элемент приказывает долго жить.

Проблема не тензорезисторы, проблема в упругом элементе.
Научится клеить тензорезисторы - не наука. Я и Виктор (ака victorzv) чем можем, поможем.

Короче, если кто думает осваивать подобные ЧЕ, пусть открывает новую постоянную тему с проектоназванием "Тензодатчики тяги и тензометрия" и начнем. Если можно использовать фрезеровальный и плоскошлифовальный станки - хорошо, если нет - можно обойтись и только токарным. То, без чего нельзя обойтись - термообработка. Калить надо будет сталей типа пружинных и инструментальных.

> их трудно качественно приклеить к упругому элементу.

Дык если они по баксу/штука, можно научиться их клеить.
Когда один тензорезистор стоит полсотни, а всего у тебя несколько штук, и нужно сделать несколько же стендов, начинают трястись руки

Цианакрилатный (если не добудете спец-) клей в руки и вперед
Сначала тренироваться на бумажках-пленочках, а потом и переходить на боевые изделия

По пунктам.
1. Обработать сейчас можно практически что угодно и как угодно, даже в Чернигове - твоё бабло только. Определенную проблему, чувствую, составит МАТЕРИАЛ.
2. Вопрос: в чем принципиальное отличие тензометрии от, допустим, конденсаторного датчика, и почему рекомендуется открыть новый топик? Не намек ли это на сложность-объемность задачи?
3. Насчет термообработки: сейчас ведь работают нерж. пластинки у Сергея, у Духа. Насколько я понимаю, они не калёные? Если же именно в случае применения ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ к упругому элементу предъявляются повышенные требования, то не дешевле ли каким-либо программным образом учесть остаточную деформацию самой обычной, некаленой пластины?
4. Цианакрилат - в простонародье "суперклей"? Спецклей, как только что сказал мне внутренний голос, "добывать" не надо. Его надо будет ПРИОБРЕСТИ там же, где и тензорезисторы. Или по крайней мере узнать, что рекомендует производитель.
5. Ползучесть - что же, не ползет, так тем лучше! Просто я в том справочнике читал, что ЕСТЬ такое явление, и что от него свободны только полупроводниковые тензодатчики. Издание второй половины шестидесятых, видимо, с тех пор многое изменилось.
6. План осваивания предлагаю такой.
- ОБЫЧНЫМ образом клеим тензорезистор на ОБЫЧНУЮ пластину (которая используется сейчас), причем пластину шлифуем не на станке, а нулевкой, а потом суконкой с пастой ГОИ.
- Собираем схему с преобр. "напряжение-частота".
- Тыкаем в звуковую карту, смотрим эффект: лучше или хуже, ЧЕМ С КОНДЕНСАТОРНЫМ датчиком.
Если ЛУЧШЕ, то возможны варианты: либо довольствуемся тем, чего достигли, и сосредотачиваем усилия на регистрации и представлении результатов в удобочитаемом виде, либо забиваем на это дело, увлекаемся, и начинаем добиваться каких-то классов точности, экспериментируя с разными упругими элементами, станочной шлифовкой, расположением датчиков, их количеством, технологией приклеивания и проч. и проч.
Если ХУЖЕ, то вариант один: самым упорным предстоит заморачиваться с правильными упругими элементами, и делать все уже по оборонным стандартам.
Итого, чтобы определиться: $1 на резистор; $1 .. 2 на микруху "напряжение-частота". Стоимость тюбика суперклея и некоторые интеллектуальные усилия на построение рабочей схемы не в счет.

Если мы уж заговорили о тензодатчиках, то нужно ещё раз вспомнить о страничке Накки, там в общем-то всё написано:



Как приклеить тензорезистор:

http://nakka-rocketry.net/articles/Gages.PDF

Нуу... Почитал. Что тут можно сказать...
Первое, что бросается в глаза - канадец совсем не озабочен термокомпенсацией. Хотя константан наверное и называется константаном, потому что сопротивления своего при изменении тем-ры не меняет, но мне кажется, что лучше термокомпенсированную полумостовую схему использовать. Тем более, что есть такие у VEDA.
Полумост - это два последовательно соединенных крошечных тензорезистора, вытравленные рядышком на одной подложке. Расположенные рядом элементы находятся в одинаковых температурных условиях, чем и достигается термокомпенсация. Взаимное расположение волосков этих резисторов выбрано таким образом, чтобы нагрузка определенного направления (растяжение-сжатие) воспринималась бы только одним из двух резисторов, при правильном расположении датчика. Таким образом, компенсируется только температурная, а не механическая чувствительность.
У такого тензорезистора три вывода: два крайних, и один - точка соединения резисторов. Мостовая схема получается добавлением двух обычных резисторов. На одну диагональ подается напряжение питания, с другой снимается сигнал. Существуют и полномостовые тензорезисторы, они обладают большей чувствительностью.
Второе существенное преимущество мостовых схем - выходной сигнал получаем в виде напряжения, что гораздо удобнее.

***
AD7741BN - преобр. "напряжение-частота", $ 3.5 по прайсу "ФилУра". Дешевле пока не нашел. К сожалению, прокомментировать даташит не могу, потому как дела с ним не имел. Хотя, если AVR использовать, может, он и не потребуется?

Non-conformist>....Хотя, если AVR использовать, может, он и не потребуется.
К тензорезисторам.
Могу сказать однозначно, термокомпенсация ещё никому не вредила. Если есть готовый хороший датчик, то лучше него на коленке ничего не сделать. Вопрос цены, конечно...
Что касается AVR как регистратора, то этот путь тут некоторые товарищи уже освоили вполне успешно. Конечно, отдельная микросхема преобразователя в таком случае - лишняя трата денег. Эту задачу вполне может выполнить AVR между делом.

Да, на самом деле, отсутствие термокомпенсации - это ВТОРОЕ, на что я обратил внимание при изучении накковского опыта. А первое - это, конечно, упругий элемент.
Я-то думал, что поверхность обычной тонкой пластины, вроде той, что у Сергея, достаточно растянется при изгибе, чтобы это смог почувствовать тензорезистор. А судя по увиденному, это должна быть вовсе не пластина, а брусок.

***
pokos (или кто другой - кому интересно, и кто нормально разбирается в МК): если есть интерес в этом деле, я могу отфрезеровать что-то подобное бесплатно, и выслать вместе с уже приклеенным тензорезистором, с припаянными выводами и даже собранной мостовой схемой. Допустим, высылаю после того, как увижу, что это работает - типа нажал, и стрелка вольтметра дернулась. Почтовые расходы ваши, тензорезистор и железяка - мои; после реализации проекта остаются в вашем владении, за труды.
Потому что, мне кажется, так будет рациональнее. С вас - выложить здесь готовый результат в виде тщательно проверенной рабочей схемы и полностью отлаженного файла прошивки и софта для просмотра наших любимых кривулек на компе.
В ходе проектирования можно будет здесь с народом все обсуждать-уточнять. ???

pokos>Могу сказать однозначно, термокомпенсация ещё никому не вредила

В общем да, но может в нашем случае она не нужна? Что происходит с тензорезистором/тензомостом при изменении температуры - только смещение нуля или ещё и пропорциональность сигнала изменяется (или как называется отклик в мВ на единицу нагрузки)? Если только смещение нуля, то нам это не мешает, ведь нас интересует относительная величина.

Посмотрел PDF-ку.

У Наки нарисован довольно простой УЕ. Если будете использовать только в качестве измерителя, то можно применять.

Однако особености болгарской национальной тензометрии в том, что ракетчики стараются тензометрировать само крепление РДТТ к упорной плите стенда. Совмещение функции, что вы хотите
И возможно более высокая собственная частота.

А термокомпенсация - вещь полезная. Если ее можно сделать малой крови (а так оно и выходит), почему бы и нет?

Non-conformist> .....С вас - выложить здесь готовый результат в виде тщательно проверенной рабочей схемы и полностью отлаженного файла прошивки и софта для просмотра наших любимых кривулек на компе.
Готов поучаствовать по мере сил. Сам стенд мне для этого не нужен, нужен только диапазон выходной напруги моста при питании от 5В.

Serge77>В общем да, но может в нашем случае она не нужна? ....Если только смещение нуля, то нам это не мешает, ведь нас интересует относительная величина.
Ну, тут могут быть варианты. В общем случае изменяется масштаб и дрейфует ноль.
Но. Лечение этого дела самое простое и надёжное - применить готовый тензометрический мост (из четырёх тензорезисторов).

> Готов поучаствовать по мере сил.
Отлично.
Надо бы определиться с размерами. Сергей, какую тягу (грубо, ориентировочно) развивает мой картонный двигатель с глиняным соплом и отрицательной себестоимостью, упоминавшийся в недавнем постинге в "Технологиях РДТТ", с данными из SRM? Я имею в виду - на что рассчитывать размеры упругого элемента? У Накки же этот рассчет пляшет от тяги, какую планируется измерять?
Нельзя ли сделать так, чтобы, меняя положение точки приложения силы (точки крепления двигателя) вдоль по рычагу, можно было бы за счет длины этого рычага замерять разнокалиберные движки? Сделать три точки, например, для трех диапазонов импульсов: самая дальняя от мостика - самая чувствительная, посередине - тупее, и ближняя - самая тупая? По аналогии с тестером, пределы измерения? Или тензометр с МК обеспечат достаточную разрешающую способность на всем диапазоне нагрузок?

***

Было бы еще здорово, если бы Сергей прозвонил этим товарищам, и узнал бы, что почем. Мост "на растяжение-сжатие". Или как он там называется? Может, я вообще кипиш зря поднял, и они работают от 100 или 1000 штук и выше? Как заявлено в рекламе - ведущий производитель тензоизмерителей на территории СНГ, как-никак.
Мужики, может, после стенда электронные весы для нужд домашней пиротехнической лаборатории на той же основе сваяем? Точности ведь особой не требуется? Давно мечтаю... Схемка-то с МК вроде как двойного назначения получается?

Альтернативный вариант.
Покупаешь электронные весы.(1е применение).
Их регистратор нам скорее всего не подходит.
Делаешь разьем на шлейфе тензодатчика.
Снимаешь его и ставишь на стенд, когда надо. (2е применение)
Что бы не лопнул при взрыве двигателя, делаешь конструкцию с упором.
При калибровке эффективность упора легко проверить.
Когда я снимал и ставил датчик на напольных весах, калибровка не сбивалась, так сделана конструкция, что при сборке китайскими ногами уже ничего не калибруется.

Non-conformist>Сергей, какую тягу (грубо, ориентировочно) развивает мой картонный двигатель с глиняным соплом

Посчитать это трудно, потому что топливо нестандартное. Думаю, что в пределах 2-5 кг. Соответственно стенд нужен на 10кг наверное.

Non-conformist>Нельзя ли сделать так, чтобы, меняя положение точки приложения силы (точки крепления двигателя) вдоль по рычагу, можно было бы за счет длины этого рычага замерять разнокалиберные движки?

Я такое видел, кажется у Накки или кого-то ещё.

Non-conformist>Было бы еще здорово, если бы Сергей прозвонил этим товарищам, и узнал бы, что почем.

Попробую завтра позвонить.

Non-conformist>Нельзя ли сделать так, чтобы, меняя положение точки приложения силы (точки крепления двигателя) вдоль по рычагу, можно было бы за счет длины этого рычага замерять разнокалиберные движки? ....Или тензометр с МК обеспечат достаточную разрешающую способность на всем диапазоне нагрузок?

Любой измеритель имеет ограниченный диапазон, это понятно. Разрешение в 12 бит для недорогого AVR кажется, на первый взгляд, достаточным. Но, поверьте моему опыту, вытащить более 10 бит достоверных данных почти наверняка не удастся. Решайте сами, хватит ли вам такой точности.
Что касается нескольких датчиков. Ну, вспомните слегка сопромат. При консольном закреплении балки момент, соответственно, и деформация, изменяются от нуля на конце до максимума в точке закрепления. Думаю, два датчика с отношением чувствительностей 1:10 присобачить не проблема.

Заготовку упругого элемента вырезал и отфрезеровал вчерновую. На 10 кг (22 lb) получился брусочек шестнадцатимиллиметровой горячекатаной стали 50 х 30 мм с дыркой 24,6 мм.
Параметры и геометрию считал в накковском loadcell.xls Молодец мужик, что тут еще сказать! Все в одной кучке, просто и доходчиво - как раз для любителей.
Короче, теперь надо как-то продумать крепление выводов - не нравится мне что-то совсем эта липкая лента... Видится мне коробочка, ко дну которой крепим упругий элемент, а в стенке ставим разъемчик надежный-красивый. Тогда это будет нормальный полевой вариант. И еще мне не совсем ясно с креплением двигателя. Кто как движки крепит на стенде, господа?

***
Игорь, натюрморт у тебя красивый. Ну, что ж - спина широкая, есть где развернуться!
Не, весы напольные я покупать не буду. Я имею в виду маленькие, а-ля аптекарские, только с точностью до 0,1 .. 0,05 г. Такого класса в продаже не встречал, а более точные стОят, если не ошибаюсь, около $100. Ну, может, меньше, но порядок тот. По-моему, есть смысл заняться этим в будущем. Естественно, по той же схеме - мы конструкцию продумываем, а программисты-микроконтроллерщики - все остальное! Или я ошибаюсь насчет цен?

***
pokos, там не консоль, а пластинка с дыркой, и одна из перемычек пропилена насквозь. Получается конструкция с упором, такая квадратная буква "С". С наружной стороны, напротив пропила и клеится датчик. Если будет время и желание, зайди по приведенной Сергеем ссылке, там все красиво нарисовано.
С двумя датчиками можно попробовать, только вот как выдержать соотношение - 1:10 к примеру? Клеить-то ведь один раз только можно, датчик потом не сдвинешь... Или как-то в программе это можно предусмотреть? А если, допустим, предварительный усилитель поставить, и коэффициентом усилителя чувствительность выставить...

Non-conformist>Игорь, натюрморт у тебя красивый. Ну, что ж - спина широкая, есть где развернуться!
Non-conformist>Не, весы напольные я покупать не буду. Я имею в виду маленькие, а-ля аптекарские, только с точностью до 0,1 .. 0,05 г. Такого класса в продаже не встречал, а более точные стОят, если не ошибаюсь, около $100. Ну, может, меньше, но порядок тот. По-моему, есть смысл заняться этим в будущем. Естественно, по той же схеме - мы конструкцию продумываем, а программисты-микроконтроллерщики - все остальное! Или я ошибаюсь насчет цен?
Non-conformist>***
Брата моего зовут Игорь. А меня Вадим.
Я имел ввиду кухонные. 3-5кг. За 20-25 у.е. можно купить. Но точность 2г.
Такими пользуюсь при измерении компонентов. Поэтому для нормальной точности приходится изделия делать не менее чем полкило .

Non-conformist>pokos, там не консоль, а пластинка с дыркой....зайди по приведенной Сергеем ссылке
Конструкцию я помню. Она удобна для датчиков типа ёмкостных , индуктивных и т.д., т.е. меряющих линейное перемещение. На тензорезисторах легко мерится и изгиб, поэтому конструкция упрощается до одной балки.
Non-conformist>... Или как-то в программе это можно предусмотреть? А если, допустим, предварительный усилитель поставить, и коэффициентом усилителя чувствительность выставить...
Оба способа годятся. Что лучше - можно решить по первым результатам.

Вадим, прошу прощения. Два грамма, многовато, конечно. Полкило топлива... Немного не мой профиль.
В общем, упругий элемент почти готов, дело за тензорезистором. Не терпится начать эксперименты.

Позвонил в Веду (241-67-10), мне прислали информацию о тензодатчиках и тензорезисторах. Ссылка внизу. Если коротко, то датчики они делают сами, о ценах нужно договариваться. Самый маленький из стандартных датчиков есть в файле. Наверное смогут сделать и мельче.

Тензорезисторы продают и поштучно, хотя в прайсе цены за 1000 шт. Цены от $1.5 до $50.
Разговаривали хорошо, обещали проконсультировать по любым вопросам. Информацию можно получить:

vedaplusdiawest.net.ua
Татьяна Владимировна
http://airbase.ru/users/serge77/temp/tenz.zip
790КВ

Наверное я дурак. Или чего то не понимаю.
Зашел как то в мастерскую. Купил два тензодатчика с разборки.
По 3,8 у.е. Готовые. С керамическим тензомостом.
Так зачем фрезеровать упругий элемент, покупать тензорезисторы по 1,5-50 у.е. за штуку, (как минимум 4), трахаться клеить и настраивать.
Видимо, кайф от самого процесса.

Звонил таки в Меру, где кварцевые тензодатчики. Пока только разобрались с ценой - датчик на 15 кг стоит 845 рублей, на 150 кг - чуть меньше $50.
Мне кажется, это вполне приемлимо, если учесть, что никакой обвески к нему не нужно, он выдает данные прямо в RS232. C частотой съема данных не разобрались, специалиста из техотдела я так и не смог отловить...(( Попробую позвонить еще раз.

Если кто будет им звонить - имя нужного человека из техотдела - Николай Иванович, фамилия из памяти вылетела...;-)