Стенд и оборудование для испытаний и измерений IV

 
1 2 3 4 5 6 7 12
RU Full-scale #24.01.2005 09:53
+
-
edit
 

Full-scale

опытный

Совсем не обязательно вешать большие грузы, можно обойтись маленьким маховиком который будет соединен с осью вращения через повышающий редуктор. При этом момент инерции на валу вокруг которого вращается ракета будет моментом инерции маховика умноженным на передаточное число редуктора. те весьма большим при небольшом маховике.
 
RU termostat #24.01.2005 10:05
+
-
edit
 

termostat

аксакал

Yuran:
я вот намутил с тонкой нержавейкой так по пальцу хватанул, всё кровищей залил
 


Э-эх! Я помню еще в школе на уроках труда нас учили работать с жестью только в рукавицах.
+
-
edit
 

Piroman
Ignis Caelum

опытный

Ну раз пошла такая пянка, то и я предложу вариант макс. простого измерителя. (шутка с долей шутки)

Рекламное объявление :
Любая разумная точность для любительского движка любой разумной тяги :) !
Единая конструкция !
Стоимость 50 руб !!! (без системы записи результатов)

Материалы
1. упругий элемент (рессора, мет прут, сломанная лыжа)
2. лазерная указка.
3. опционно регистрирующее устройство - видекамера (цена поставки $1000 :P )

Монтаж:
Крепим один конец лыжи намертво препендикулярно белой стене на растоянии , задаваемом требуемой точностью.
ко второму концу крепим лазерную указку.
На нужном расстоянии от закрепленного намерво конца приматываем бичевой тестируемое изделие. Растояние от конца определяется его тяговитостью.

Тарирование производитсяся безменом. Прикладывается усилие, а помошник на стене углем (топором) делает зарубки. которые после добиваются до нужной точности с помощью рулетки. Значения пишутся прямо на стене.

Регистрация производится фиксацией видеокамерой положения луча указки на стене.

Принимаются заявки на постаку B)
Лучше быть оптимистом и ошибаться, чем пессимистом, который всегда прав.  

RLAN

старожил

Отличный вариант.
Только суммарный импульс интегрировать неудобно.
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Поскольку испытания вблизи построек - это нарушение ТБ, предложу другой вариант. Двигатель и указка привязываются к подходящей ветке в лесу, а зарубки делаются на деревьях, на которые покажет указка. ;^))

Serge77

модератор

RLAN> Только суммарный импульс интегрировать неудобно. [»]

Это легко исправить. Нужно равномерно перемещать стену и взять лазер помощнее. После испытания будет достаточно взвесить вырезанный кусок стены. Таким образом экономия составит $1000 за видеокамеру.
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Вопрос у меня не по стенду, но о конденсаторном датчике, поэтому решил задать его здесь.

Появилась у меня задача измерять изменения состава жидкости, протекающей через некую трубочку. Решил ловить это конденсатором по изменению диэлектрической проницаемости. Зажал трубочку между обкладками, получился конденсатор 7х90 мм, зазор 2 мм, ёмкость пустого 13 пФ, с жидкостью 15-18 пФ. По аналогии со стендом я предполагаю сделать генератор и измерять частоту.

Особенности задачи: время наблюдения - 30 минут, за это время есть два вида изменения состава жидкости. Первый - плавное, в течение всего времени, изменение соотношения двух компонентов. Второе - кратковременный проскок третьего компонента, примерно за 10-30 секунд. Таким образом, график изменения ёмкости представляет собой плавный подъём, на котором попадаются редкие холмики. Задача - записать этот график и после этого "глазами" засечь время начала и конца всех холмиков.

Проблема в том, что реальное изменение диэлектрической проницаемости за счёт третьего компонента невелико, порядка 1% или даже 0.1%, я сейчас не могу сказать. Реально ли это заметить с помощью такой схемы? Не слишком ли маленькая ёмкость у датчика, не будет ли частота генерации беспорядочно скакать больше, чем на 1% ? Годится ли здесь 555 таймер? Насколько стабильна его частота генерации? В документации об этом не сказано:

http://airbase.ru/users/serge77/capacitor2/NE_SA_SE555_C_2.pdf

Может быть лучше использовать какой-то другой генератор?
+
-
edit
 

Metanol

опытный

Таким конденсаторным методом когда я практиковался в игеме, меряли содержание воды в нефти,механически это был конденсатор, а вот какая обвязка не знаю,выход там был сом-порт

Но схема была довольно сложная, ее долго отлаживали,но точная,ловили сотые процента воды

 
Это сообщение редактировалось 24.01.2005 в 22:50
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Metanol> Но схема была довольно сложная, ее долго отлаживали,но точная,ловили сотые процента воды [»]

Схема сложная наверняка потому, что там точная калибровка нужна, ведь замер количественный. А мне это не нужно, достаточно, чтобы холмик был различим глазом на графике.
RU Андрей Суворов #24.01.2005 23:41  @Metanol#24.01.2005 22:43
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Metanol>> Но схема была довольно сложная, ее долго отлаживали,но точная,ловили сотые процента воды [»]
Serge77> Схема сложная наверняка потому, что там точная калибровка нужна, ведь замер количественный. А мне это не нужно, достаточно, чтобы холмик был различим глазом на графике. [»]

Такие тонкие изменения лучше ловить в балансированной мостовой схеме с внешним генератором, лучше всего кварцованным. Автогенератор на 555 точно не годится.
 
UA Serge77 #25.01.2005 00:07  @Андрей Суворов#24.01.2005 23:41
+
-
edit
 

Serge77

модератор

А.С.> Такие тонкие изменения лучше ловить в балансированной мостовой схеме с внешним генератором, лучше всего кварцованным. Автогенератор на 555 точно не годится. [»]

А где мне схему взять? Есть готовая или ты нарисуешь?
RU Андрей Суворов #25.01.2005 09:18  @Андрей Суворов#24.01.2005 23:41
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

А.С.>> Такие тонкие изменения лучше ловить в балансированной мостовой схеме с внешним генератором, лучше всего кварцованным. Автогенератор на 555 точно не годится. [»]
Serge77> А где мне схему взять? Есть готовая или ты нарисуешь? [»]

Нарисую, только она порядочная получается. Схема состоит из следующих функциональных узлов:

1. Генератор ВЧ с кварцевой стабилизацией

Строится по любой нравящейся схеме. Потребная частота при ёмкости в 13...18 пФ составляет от мегагерца до десятка мегагерц, в зависимости от входного сопротивления усилителя. Выходное напряжение - 1...5 вольт.

2. Измерительный мост. Состоит из:
а) двух одинаковых конденсаторов максимально термостабильного типа (NP0), ёмкости, близкой к ёмкости датчика. Подойдёт любой из номиналов 15... 33 пФ. Конденсаторы соединяются последовательно.
б) конденсатора-датчика и подстроечного конденсатора ёмкостью в нашем случае 6...24 пФ (это такой отечественный подстроечный конденсатор, можно взять любой, главное, чтоб его диапазон перекрывал с запасом диапазон ёмкостей датчика. Эти две детали тоже соединяются последовательно, причём всё это нужно монтировать прямо на конденсаторе-датчике, сделав для этого какую-нибудь планку из стеклотекстолита.
Эти две цепочки соединяются параллельно, причём ротор подстроечного конденсатора должен быть крайним в цепочке (к датчику подсоединять статор). Получается мост.

3. Селективный усилитель на частоту генератора. Потребное усиление зависит от необходимой чувствительности. При небольших усилениях может быть сделан на чём угодно. При больших (больше десяти раз) требуются специальные схемотехнические решения.

4. Фазочувствительный детектор. В простейшем случае - диодный мостик, который запитывается сигналом с ВЧ генератора. Но тут простор для воображения схемотехника.

5. Измерительная цепь. Для постоянных времени в десятки секунд звуковая карта не годится, нужен прибор, способный работать на постоянном токе. Мегагерц для звуковой карты тоже много... А на частоте в 10 кГц мост на конденсаторах по 20 пФ работает плохо - выходное сопротивление порядка мегаома...
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

А.С.> Нарисую, только она порядочная получается. Схема состоит из следующих функциональных узлов:

Да, что-то сложновато, пока не рисуй. Наверняка без настройки сразу не заработает?

Будет ли эта схема измерять во всём диапазоне 13-18 пФ без изменения подстроечного конденсатора? Ёмкость датчика может изменяться в этих пределах в течение одного цикла, т.е. за 30 минут. Причём изменяться плавно, т.е. плавно расти например от 14 до 18 пФ. На фоне этого плавного роста будут небольшие кратковременные подъёмы.

А.С.> 2. Измерительный мост. Состоит из:

А какого вида сигнал снимается с этого моста?

На всякий случай повторю, что мне не нужно собственно ИЗМЕРЯТЬ ёмкость с большой точностью. И мне не нужна калибровка, т.е. точное соответствие высоты пика и концентрации. Мне не нужно, чтобы сегодня и завтра и через месяц прибор показывал одну и туже величину, если в трубке одна и та же жидкость. Меня вообще не интересует, какие единицы будут по вертикали и какой там масштаб (по горизонтали - время). Мне нужно просто заметить время появления пиков.

Мне кажется, что такие требования могут сильно упростить схему. Например, термостабилизация точно не нужна, потому что за 30 минут измерений температура не изменится, а если и изменится, то плавно, это не помешает увидеть пики.

А.С.> 5. Измерительная цепь. Для постоянных времени в десятки секунд звуковая карта не годится

Т.е. измерять придётся амплитуду? А нельзя измерять частоту?

А.С.> Мегагерц для звуковой карты тоже много... А на частоте в 10 кГц мост на конденсаторах по 20 пФ работает плохо

А нельзя после моста поставить делитель?
RU Андрей Суворов #25.01.2005 13:22
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

А.С.>> Нарисую, только она порядочная получается. Схема состоит из следующих функциональных узлов:
Serge77> Да, что-то сложновато, пока не рисуй. Наверняка без настройки сразу не заработает?

При правильной схемотехнике настройка должна свестись к балансировке моста.

Serge77> Будет ли эта схема измерять во всём диапазоне 13-18 пФ без изменения подстроечного конденсатора?

Да. Притом, уменьшение ёмкости ниже некоторого установленного значения будет давать "минусовой" сигнал на выходе схемы, а увеличение - "плюсовой". Полярность, правда, условная.


Serge77>Ёмкость датчика может изменяться в этих пределах в течение одного цикла, т.е. за 30 минут. Причём изменяться плавно, т.е. плавно расти например от 14 до 18 пФ. На фоне этого плавного роста будут небольшие кратковременные подъёмы.

Ну, если идти по пути дальнейшего усложнения схемы, параллельно подстроечному конденсатору нужно поставить варикап, и подавать на него постоянную составляющую с выхода схемы так, чтоб мост всегда был сбалансирован :) Т.е. если не интересно соотношение двух первых компонентов, то так и надо поступать, вот только нужно, чтобы схема реагировала достаточно плавно, не быстрее, чем нужно, иначе мы и третий компонент не увидим :D

А.С.>> 2. Измерительный мост. Состоит из:
Serge77> А какого вида сигнал снимается с этого моста?

Это будет синусоида или приблизительно прямоугольные импульсы, амплитуда которых зависит от разбаланса ёмкости.

Serge77> На всякий случай повторю, что мне не нужно собственно ИЗМЕРЯТЬ ёмкость с большой точностью. И мне не нужна калибровка, т.е. точное соответствие высоты пика и концентрации. Мне не нужно, чтобы сегодня и завтра и через месяц прибор показывал одну и туже величину, если в трубке одна и та же жидкость. Меня вообще не интересует, какие единицы будут по вертикали и какой там масштаб (по горизонтали - время). Мне нужно просто заметить время появления пиков.
Serge77> Мне кажется, что такие требования могут сильно упростить схему. Например, термостабилизация точно не нужна, потому что за 30 минут измерений температура не изменится, а если и изменится, то плавно, это не помешает увидеть пики.

у тебя слишком мало изменение ёмкости (полезное), чтоб это облегчало жизнь.

А.С.>> 5. Измерительная цепь. Для постоянных времени в десятки секунд звуковая карта не годится
Serge77> Т.е. измерять придётся амплитуду? А нельзя измерять частоту?

Этот конденсатор недостаточно точен, чтоб его включать в частотозадающую цепь. К тому же, при попытке так сделать слишком велико будет влияние паразитных ёмкостей. Ему будет свойственен микрофонный эффект, который тоже будет пролезать в выходной сигнал.

А.С.>> Мегагерц для звуковой карты тоже много... А на частоте в 10 кГц мост на конденсаторах по 20 пФ работает плохо
Serge77> А нельзя после моста поставить делитель?
А что это даст? Амплитуда полезного сигнала от этого больше не станет!

Сергей, понимаешь, в чём беда - даже то, что ты называешь "быстрым" процессом в этой системе, с точки зрения радиотехники - постоянный ток. А, значит, нужно строить схему по принципам усилителей постоянного тока. Т.е. для компенсации дрейфа (даже в течение 30 минут уход может быть значительным) нужно преобразовывать это в переменный ток пропорциональной сигналу амплитуды, а потом выпрямлять синхронным детектором или другим фазочувствительным элементом.
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

А.С.> Сергей, понимаешь, в чём беда - даже то, что ты называешь "быстрым" процессом в этой системе, с точки зрения радиотехники - постоянный ток. А, значит, нужно строить схему по принципам усилителей постоянного тока. Т.е. для компенсации дрейфа (даже в течение 30 минут уход может быть значительным) нужно преобразовывать это в переменный ток

Дрейф - это относится к нулевой линии? Мне это не мешает, ведь она и так сильно плывёт за счёт изменения соотношения главных компонентов. Главное, чтобы дрейф был плавным, а не скачкообразным.

Serge77>> А нельзя после моста поставить делитель?
А.С.> А что это даст? Амплитуда полезного сигнала от этого больше не станет!

Понятно, я думал измерять не амплитуду, а частоту.

А.С.> Этот конденсатор недостаточно точен, чтоб его включать в частотозадающую цепь. К тому же, при попытке так сделать слишком велико будет влияние паразитных ёмкостей. Ему будет свойственен микрофонный эффект, который тоже будет пролезать в выходной сигнал.

А если всё экранировать, заземлить и что угодно ещё?
Что значит "конденсатор недостаточно точен" ?

Может подойти с другой стороны. Наверное мне проще будет переделать конденсатор и использовать генератор, чем делать сложную схему.

Для того, чтобы конденсатор годился как частотозадающий, какой он должен быть? Какая минимальная ёмкость? Геометрические параметры?
RU Андрей Суворов #25.01.2005 15:47
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Serge77> Что значит "конденсатор недостаточно точен" ?

Его параметры меняются со временем независимо от измеряемой величины.

Serge77> Может подойти с другой стороны. Наверное мне проще будет переделать конденсатор и использовать генератор, чем делать сложную схему.
Serge77> Для того, чтобы конденсатор годился как частотозадающий, какой он должен быть? Какая минимальная ёмкость? Геометрические параметры?

1. он должен иметь весьма жёсткую конструкцию
2. он должен быть термокомпенсирован
3. геометрические параметры сверху ограничены количеством протекающего третьего компонента - чтоб он влиял посильнее. А снизу - паразитными ёмкостями монтажа.
4. как бы ты не изворачивался, стабильности генератора на 555 не хватит, нужно брать скоростной ОУ с полевыми входами, и включать твой конденсатор в мост Вина-Робинсона. Если очень постараться, можно добиться нужной стабильности с такой схемой.

в "Радио" когда-то была схема измерительного генератора синусоиды для радиолюбительской лаборатории. Это было сильно давно, как бы не семидесятые ещё годы. Поскольку тогда таких операционников не делали в интегральном виде, там схема операционника собрана на дискретных транзисторах. В качестве регулирующего элемента использовался конденсатор переменной ёмкости от приёмника высшего класса, т.е. трёхсекционный.

Сейчас можно сделать то же самое на интегральном операционнике, например, AD8013, причём, поскольку стабильность амплитуды в такой схеме неважна, второй конденсатор изменять нет смысла - а в твоем случае и нет возможности.

Впрочем, точный выбор схемотехники всё равно невозможен, покуда нет сведений о влиянии искомого компонента на ёмкость конденсатора.

 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Serge77>> Что значит "конденсатор недостаточно точен" ?
А.С.> Его параметры меняются со временем независимо от измеряемой величины.

Если и так, то ведь очень плавно изменяются! Это ведь не помешает увидеть пики.

А.С.> 1. он должен иметь весьма жёсткую конструкцию

Жёсткая, 6 болтов М4 ;^))
Могу ещё жёстче.

А.С.> 2. он должен быть термокомпенсирован

Зачем? Не нужно это!

А.С.> 4. как бы ты не изворачивался, стабильности генератора на 555 не хватит, нужно брать скоростной ОУ с полевыми входами, и включать твой конденсатор в мост Вина-Робинсона.

Это тот мост, который ты уже описывал или это такой тип генератора?
Я не настаиваю на 555, наверняка же есть другие генераторы. Мне только кажется, что измерять частоту проще и точнее, чем амплитуду.
RU Андрей Суворов #25.01.2005 16:04
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Serge77>>> Что значит "конденсатор недостаточно точен" ?
А.С.>> Его параметры меняются со временем независимо от измеряемой величины.
Serge77> Если и так, то ведь очень плавно изменяются! Это ведь не помешает увидеть пики.
А.С.>> 1. он должен иметь весьма жёсткую конструкцию
Serge77> Жёсткая, 6 болтов М4 ;^))
Serge77> Могу ещё жёстче.
А.С.>> 2. он должен быть термокомпенсирован
Serge77> Зачем? Не нужно это!

нужно, нужно! Если температура 3-его компонента отличается от температуры первых двух, хотя бы на градус, этого достаточно, чтобы замаскировать любое изменение ёмкости.

А.С.>> 4. как бы ты не изворачивался, стабильности генератора на 555 не хватит, нужно брать скоростной ОУ с полевыми входами, и включать твой конденсатор в мост Вина-Робинсона.
Serge77> Это тот мост, который ты уже описывал или это такой тип генератора?

Нет, мост Вина-Робинсона состоит из двух резисторов и двух RC-цепей. Одна RC-цепь последовательная, другая - параллельная.

Serge77> Я не настаиваю на 555, наверняка же есть другие генераторы. Мне только кажется, что измерять частоту проще и точнее, чем амплитуду.

Измерять частоту, безусловно, проще. Вот генерировать точную частоту в зависимости от потребности - сложнее...
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

А.С.> А.С.>> 2. он должен быть термокомпенсирован
Serge77>> Зачем? Не нужно это!
А.С.> нужно, нужно! Если температура 3-его компонента отличается от температуры первых двух, хотя бы на градус, этого достаточно, чтобы замаскировать любое изменение ёмкости.

Не отличается температура, они смешиваются в трубе ещё очень-очень задолго до попадания в датчик. Изменяться может только температура всей системы вместе с температурой окружающей среды. Плавно изменяться ;^))
+
-
edit
 

Serge77

модератор

А вот такой измеритель не подойдёт?



Или его родственник:

http://www.aade.com/lcm2binst/LC2Binst.htm

Вот это мне понравилось:

increase in C of .01 pF produces a frequency change of slightly more than 5 Hz

RU Андрей Суворов #25.01.2005 17:13  @Serge77#25.01.2005 16:33
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Serge77> А вот такой измеритель не подойдёт?
Serge77> LC-metr s 89C2051 | HW.cz
Serge77> Или его родственник:
Serge77> http://www.aade.com/lcm2binst/LC2Binst.htm
Serge77> Вот это мне понравилось:
Serge77> increase in C of .01 pF produces a frequency change of slightly more than 5 Hz [»]

Т.е. на одну стотысячную? Знаешь, когда я мерял частоту самодельного кварцевого генератора промышленным частотомером, и то у меня шестая цифра плавала... А тут они меряют частоту LC генератора с помощью кварцевого генератора на однокристалке... У него уже пятый знак зависит от питающего напряжения...

Точность в одну стотысячную, или 0,001%, или 17 эффективных двоичных разрядов - это очень дорогая точность...

То-то и оно, что лёгкость набора большого количества циферок при измерении частоты создаёт иллюзию большой точности и большой разрешающей способности...

короче, пробовать надо, может, и получится...
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Serge77> increase in C of .01 pF produces a frequency change of slightly more than 5 Hz
А.С.> Т.е. на одну стотысячную?

Это на диапазоне 100пФ, т.е. одна десятитысячная. Но мне наверное столько и не надо, надеюсь одной тысячной хватит. Годится такая схема для 0.1% ?
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Нашёл: 555 генератор, счётчик на ATtiny12-8, готовые данные сразу в СОМ-порт. Если оно ещё и работать будет, как обещают, то это просто мечта ;^))

With this simple circuit connected to a serial port, small capacitance deviations on the order of 0.01 pF can be easily sensed over a wide range of several hundred picofarads

http://www.elecdesign.com/Articles/Index.cfm?AD=1&ArticleID=8730

Не знаю, как для растворов, а вот для моего стенда такая схема уж точно годится.
+
-
edit
 

Metanol

опытный

А какой программой принимать данный с ком-порта

 
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
RU termostat #26.01.2005 00:15
+
-
edit
 
1 2 3 4 5 6 7 12

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru