Стенд и оборудование для испытаний и измерений V

ikono>> Кстати твоя программа под моей немецкой виндой 2000 (другой нету, сори) выглядит так, как показано на рисунке. Может, если будет время, сделаешь международную версию программы на английском? Кстати и Накке она пригодится!

Необходимо просто, поставить дополнительные шрифты в Ragional and Language Option настройках на табе Advanced, выбрать галочками Cyrilic и всё что на это похоже и всё.
B)

ikono> Критерии конструкции линейного датчика отсюда понятны...

Добавлю ещё: простота конструкции, надёжность, устойчивость к полевым условиям. Хотя точный датчик, работающий только дома, тоже интересен, из него можно хорошие и дешёвые весы сделать.

ikono> 3) требование большой емкости конденсатора
ikono> 4) Расстояние между пластинами большое - я думаю 0,5 мм

4 вступает в противоречие с 3. И это не нужно, потому что размах изменения ёмкости не зависит от начального зазора. А чем больше прогиб, тем сильнее искажения, как мне кажется.

ikono> и никакой изоляции кроме воздуха! Честно говоря, я так и не понял, зачем нужна изоляция. Увеличивает емкость конденсатора - да, но ведь эта емкость постоянная, ведь толщина диэлектрика не меняется! С таким же успехом можно просто подключить сенсор через динный кабель - емкость тоже увеличится!

Э нет, ёмкость от кабеля и от прокладки - это совершенно разные вещи. От кабеля - действительно паразитная ёмкость. А наличие тонкой прокладки практически не изменяет размах изменения ёмкости. Объясню, почему.

Если делать без прокладки, то необходимо ограничивать максимальную нагрузку так, чтобы всегда оставался какой-то воздушный зазор между пластинами. Причём желательно с запасом, чтобы при перегрузках не закорачивало. Значит из полного зазора например в 0.25 мм нужно оставить 0.1 мм запаса, т.е. рабочий просвет будет 0.15 мм.

А если в том же зазоре в 0.25 мм лежит прокладка в 0.1 мм, по размаху ёмкости это получается эквивалент конденсатора, в котором рабочий просвет 0.15 мм и воздушная прослойка около 0.03-0.05 мм. Так что получается даже лучше!

ikono> От проблем при к. з. пластин это не спасет, хуже того: если пластины "лягут" на диэлектрик, то результаты получатся неправильными, только ты этого не заметишь!

Почему от КЗ не спасает? Спасает.
Если будет касание, то результаты конечно будут неправильные. Но я это замечу, потому что при калибровке я определю, до какой частоты датчик нормально работает и за этой частотой результаты буду отбрасывать.

А возможность закорачивания пластин при отсутствии прокладки мне кажется нехорошим признаком. Зачем же это - схему закорачивать.

ikono>> 3) требование большой емкости конденсатора
ikono>> 4) Расстояние между пластинами большое - я думаю 0,5 мм
Serge77> 4 вступает в противоречие с 3.
Именно! Компромисс между непреодолимыми трудностями - первый признак оптимальности разработки
Serge77> От кабеля - действительно паразитная ёмкость. А наличие тонкой прокладки практически не изменяет размах изменения ёмкости.
Изменяет! только не со стороны малых, а со стороны больших емкостей. Емкость перестает стремиться к бесконечности при сближении пластин. Прокладка это просто как маленькая постоянная емкость, но включенная последовательно.
Serge77> Значит из полного зазора например в 0.25 мм нужно оставить 0.1 мм запаса, т.е. рабочий просвет будет 0.15 мм.
Serge77> А если в том же зазоре в 0.25 мм лежит прокладка в 0.1 мм, по размаху ёмкости это получается эквивалент конденсатора, в котором рабочий просвет 0.15 мм и воздушная прослойка около 0.03-0.05 мм. Так что получается даже лучше!
... в зависимости от проницаемости диэлектрика... Да, согласен. Но, ИМХО, не лучше чем сделать зазор сразу 0,15 мм. А еще лучше делать побольше, для линейности. Да не нужен там запас, т. к. твоя схема от закорачивания окончательно не умрет и должна по идее прийти в себя через 0,1 мс после "раскорачивания".
Serge77> Если будет касание, то результаты конечно будут неправильные. Но я это замечу, потому что ...
Я бы мог и не заметить, ведь касание возникает сначала в какой-то точке, и это может быть незаметно. Потом площадь касания увеличивается, зависит от формы изгиба... емкость при всем этом как-то меняется... во всяком случае появляется искушение самообмана типа "Какая равномерная сегодня тяга у моего двигателя!" Тем хреновее мне в таких случаях бывает потом, после осознания всех причин. А, главное, не понятно с какого места начинать верить данным. А замыкание я всегда сразу правильно интерпретирую, в смысле, что результаты в этот момент времени придется выкинуть, потому что генерации нету. Ну да ладно нам спорить. Я конечно большой "теоретик", но пока не успел ни одного сенсора сделать. Вот сделаю, сравним сложность конструкции, чувствительность и линейность - и все само станет ясно. Просто приятно бывает поспорить с умным человеком, когда я чувствую что ты меня правильно понимаешь

ikono>>> Кстати твоя программа под моей немецкой виндой 2000 выглядит так
Yuran> Необходимо просто, поставить дополнительные шрифты
Все нашел, спасибо! Выглядит менюшка у меня совсем не так как в XP, так что пришлось повозиться.

termostat> от закорачивания спасет конденсатор последовательно с датчиком, емкостью раз в 20-40 больше емкости датчика.

А как это повлияет на размах изменения ёмкости? Разве он не уменьшится в несколько раз?

При последовательном соединении двух конденсаторов с сильно разной емкостью, общая емкость практически определяется меньшим онденсатором.

Чем больше разность тем более "практически"

1/Cобщ. = (1/C1) + (1/C2)

ikono> Да не нужен там запас, т. к. твоя схема от закорачивания окончательно не умрет и должна по идее прийти в себя через 0,1 мс после "раскорачивания".

Ты думаешь, так быстро вернётся? Надо будет как-нибудь попробовать. Но всё равно мне закорачивание не нравится ;^))

ikono> Я бы мог и не заметить...
ikono> А, главное, не понятно с какого места начинать верить данным.

Как это непонятно? Ведь сначала делаешь калибровку, находишь область перегиба, где начинается касание, а уже потом работаешь на стенде. Получил значение дальше перегиба - не верь.

termostat> При последовательном соединении двух конденсаторов с сильно разной емкостью, общая емкость практически определяется меньшим онденсатором.

Но ведь вблизи к касанию ёмкость меньшего конденсатора очень сильно растёт, значит разница ёмкостей будет уменьшаться. Зависимость суммарной ёмкости от нагрузки получится какая-то кривая, а значит может пропасть линейность между нагрузкой и частотой, ради которой все эти усовершенствования затеваются.

Мысль: а нельзя ли с помощью такого последовательного конденсатора сделать более линейной калибровку моего датчика? Эх, если бы знать функцию, описывающую изменение ёмкости моего датчика...

Serge77> Но ведь вблизи к касанию ёмкость меньшего конденсатора очень сильно растёт, значит разница ёмкостей будет уменьшаться.

 

Разница конечно будет менятся но емкость перед касание не сильно вырастает ведь края пластин не сближаются.

Piroman> както смотрел сколько будет макс ошибка если калибровать только по 2-м точкам , причем достаточно близким дуг к другу. Выходила ошибка макс в 10%

А когда ты делал то же самое с моей калибровкой, то получалась ошибка от минус19% до плюс23%. Это уже много.

Сейчас посмотрел мои расчёты. При линейной калибровке по всем точкам макс. отклонение 26% (при малых значениях нагрузки), при квадратичной калибровке 8%, а при кубической 2%. Имеется в виду отклонение калибровочной точки от линии.

В середине шкалы отклонения соответственно 6-8, 3-5, 0.2-2%.

Все описанные варианты калибровки - по всем точкам, их всего 9.
Все калибровки делались в Excel.

Есть свежие новости. Но все по порядку.
Piroman> Точность определения частоты составляет порядка 1Гц со скоростью 100 раз в сек.
Ты в программе Фурье-преобразование считал? Я просто размышляю: если просто считать импульсы, то за 10 мс можно насчитать только с точностью 100 Гц, т. к 1% одного импульса посчитать нельзя. А если проводился анализ формы с помощью преобразования Фурье, то может иметь значение возможное изменение формы с частотой. Во всяком случае мне утверждение кажется несколько смелым.

Теперь о своем. Сделал-таки "линейный" датчик с отдельными пластинами, если кого заинтересует - могу сфотографировать и может даже сделаю рисунок. Зависимость Сила-Частота (см рис) имеет среднеквадратическое отклонение от линейной 0,65% от максимальной силы (при 500 гр происходит замыкание пластин).
Легкий загиб вниз при больших силах связан с формулой (см ранее) и компенсируется в соответствующих координатах при Fmax порядка 3000 г. Замыкание происходит гораздо раньше вследствие легкой непараллельности пластин. Ее можно в принципе устранить юстировкой, но мне она пока не мешает. Большее беспокойство вызывает загиб при малых силах, хотя он не так сильно выражен, как в простой конструкции. Я обнаружил интересную особенность: если снять нагрузку и сразу промерять начальный участок, то загиба нет совсем!
Могу выложить график, но поверьте на слово. Т. е. похоже что начальный загиб связан с гистерезисом. Кривая там не воспроизводится, так что нет смысла ее аппроксимировать. Кстати, этот начальный загиб нельзя объяснить формулой конденсатора. Так что сгущаются доказательства того, что начальный загиб связан с применением пластичных материалов в качестве изоляции под мех нагрузкой. Выход есть, даже два: изоляция керамикой или стеклом, или устранение мех напряжения в изоляции. Но меня такая нелинейность постепенно начинает устраивать. Кстати, емкость моего датчика порядка 70 пФ, так что R2 пришлось увеличить до 1 МОм. Датчик Serge77 тоже наверное можно заметно улучшить в смысле гистерезиса и начального загиба, если увеличить площадь изолирующих прокладок, уменьшив тем самым удельное давление на материал.

Есть еще одна идея. После успеха с измерением силы по емкости хочется сделать емкостный манометр. Варианта два: можно измерять прогиб верхней крышки камеры сгорания, добавив сверху электрод, но может влиять расширение крышки при нагреве. Теоретически крышку можно сделать из Инвара, но здесь заканчиваются мои возможности и начинается словоблудие. Или сделать внутренний электрод конденсатора полым и соединить трубкой с камерой, подключив микросхему к внешним экранированным обкладкам. RLAN, ты бы так и свою камеру мог бы апгрейдить. Тогда на стенде можно было бы измерять КПД дивергентных сопел Лаваля, мгновенную среднюю по сечению скорость газов, измерять давление перехода сопла в сверхзуковой режим, изменение сечения сопла во времени и много чего другого интересного. Для измерений можно мспользовать второй канал звуковой карты, вместо звука
Как говорил Жванецкий:
"Вы не слышали нашего звучания!"
(жилец) "Я себе представляю!"

ikono> Ты в программе Фурье-преобразование считал?

Да, программа Piromana делает Фурье.

ikono> Теперь о своем. Сделал-таки "линейный" датчик с отдельными пластинами, если кого заинтересует - могу сфотографировать и может даже сделаю рисунок.

Обязательно фотографируй и делай. Очень хорошая калибровка.

ikono> Легкий загиб вниз при больших силах связан с формулой (см ранее) и компенсируется в соответствующих координатах при Fmax порядка 3000 г.

Я не понял, как компенсируется?

ikono> похоже что начальный загиб связан с гистерезисом.

А в других участках гистерезиса нет?

ikono> Так что сгущаются доказательства того, что начальный загиб связан с применением пластичных материалов в качестве изоляции под мех нагрузкой.

У меня стальные прокладки. Ты думаешь, они достаточно пластичны?

ikono> емкостный манометр... сделать внутренний электрод конденсатора полым и соединить трубкой с камерой, подключив микросхему к внешним экранированным обкладкам

Это стандартный промышленный манометр, который использовал Варбан и писал о нём 3-4 года назад ;^))

Piroman> Вопервых Фурье есть, но она для баловства - посмотреть паразитные частоты.

А для профиля тяги ты частоту не по Фурье считаешь?

ikono> Я хотел сказать что в координатах 1/f(1/Fmax-F) получается прямая.

А может быть и мне попробовать в других координатах построить график, чтобы прямая получилась? Что можешь предложить?

Надеюсь, ты все свои данные о разных калибровках сохраняешь? Сможешь потом сделать отчёт, какие факторы на что влияют?

ikono> под прокладками я понимаю те две ленточки, в которые ты заворачиваешь внутреннюю пластину для изоляции. Они могут сминаться.

Они точно сминаются, когда датчик собираешь и зажимаешь болты. Но на расстояние между пластинами, а значит и на ёмкость, они не влияют, слишком они мягкие для этого. Скорее всего гистерезис связан с микронными подвижками наружных пластин в болтовом креплении.

ikono> Как он называется? В смысле, у него есть марка, где его можно купить?

Марки нет, он самодельный. Во всяком случае тот, что использовал Варбан.
200Н Огневые стендовые испытания [varban#07.11.01 12:04]

Может такие и серийные есть, я не знаю.

ikono> можно сразу в 2 каналах одновременно длительность периода мерять? Если два разных датчика подключены?

В программе можно сначала один канал просчитать, а потом второй. Т.е. если данные есть на двух каналах, то уже сейчас можно работать.