Стенд и оборудование для испытаний и измерений V

Королев Д. В., Суворов К. А., Шалин С. Г. Получение и обработка температурного профиля волны горения: Методические указания к лабораторной работе.- СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2004. - 25 c.

И вообще: Pyrotechnics

Хотел поделиться очередным неудачным опытом по склейке пластин емкостного датчика.
Цель - выяснить причину гистерезиса.

Заматовил шкуркой, протер ацетоном, склеил эпокси. подождал. стал крутить в руках. 2 комплекта пластин.
тот который помягче выдержали пару сжатий пальцами - дальше не мучал.
Жесткие пластины, от пальцев практически не прожимаются - но после одной из попыток услышал предательский треск - отскочил клей.
С добиванием жесткого крепления продолжаю кувыркаться.
Оставшийся комплект мягких пластин я насверлю и стяну - посмотрю отскочет ли. Жесткий также сделаю. Постараюсь придумать что нибудь еще.

Но все эти опыты укрепляют меня в мысли, что растягивающие усилия настолько сильные, что крепления болтами ни в коем случае нельзя принимать консольным креплением. Следовательно в случае болтов всегда будет гистерезис из-за трения крепления.
Остается свободное сочленение.

Что именно ты склеивал? Нарисуй, какая была стопка.

От какой именно поверхности отскочил клей?

Понятно. Тогда вот эта фраза:

"растягивающие усилия настолько сильные, что крепления болтами ни в коем случае нельзя принимать консольным креплением"

касается только твоей конструкции, в которой средняя прокладка как раз и придаёт жёсткость всей конструкции, что и вызывает такие напряжения при прогибе наружных пластин. Это уже обсуждали.

А в моей конструкции средняя прокладка установлена нежёстко, поэтому при прогибе наружных пластин таких больших напряжений не возникает.

Но гистерезис всё равно есть.

Сергей, а может материал на пластинах поменять ?
Собственно, я вижу только 3 причины для гистерезиса в порядке верятности:
1) движение под болтами
2) остаточный прогиб пластин
3) влияние сминаемой прокладки из пористой резины.

На предыдущем датчике у меня дистерезис составлял 10 Гц
что давало 200 гр при максимальной нагрузке в 70 кг
Датчик конструкции "Имени Serg77"

Вот может подскажет кто.
При включении генератора и подключении датчика.
Первые пол-часа частота постоянно снижается.
Сперва быстро, потом медленно. общее снижение порядка 80 Гц при частоте 6300 Гц.
У меня подозрение на зависимость чатоты от напряжения батареи.
Все остальные параметры (температура, положение и т.д.) неизменны

Что предложите, чтобы избавиться от нестабильности при включении.

стабилизатор напряжения поставить.

поставить кренку на 5 вольт ?

timochka> Датчик из механических соображений потянет до 500 Н примерно. Сейчас все расчитано на диапазон 0-200Н. Ноль нагрузки 940 Гц, 160 Н - 3440 Гц.

А почему такой огромный диапазон - 940-3440 Гц ? У меня получается увеличение частоты только в 2 раза, а тут почти 4 !

timochka> Т.е. порядка 1% погрешность на гистерезис. Правда погрешность неслучайная и кое-что можно будет вытянуть постобработкой.

Эта погрешность зависит от скорости приложения нагрузки, поэтому гистерезис при калибровке и под двигателем будет разный. Нужно бороться, чтобы его совсем не было.

timochka> Кострукция датчика простая: 3 одинаковые пластины стянутые по краям болтами.

Наверное ещё прокладки есть?

timochka>> Датчик из механических соображений потянет до 500 Н примерно. Сейчас все расчитано на диапазон 0-200Н. Ноль нагрузки 940 Гц, 160 Н - 3440 Гц.
Serge77> А почему такой огромный диапазон - 940-3440 Гц ? У меня получается увеличение частоты только в 2 раза, а тут почти 4 !

на самом деле есть еще выход с удвоенной частотой. Я сделал по предложению Андрея Суворова схему с вычитанием частоты. 2 генератора с частотой порядка 100 кГц. На одном датчик, на другом подстроечная емкость.

Частоты вычитаются и делятся на 4 для уменьшения фазовых шумов.

При этом можно получить почти любой диапазон. Я расчитывал что полный диапазон нагрузки должен полностью использовать доступный диапазон по частоте 500 Гц - 4 кГц (примерно оптимально для записи на магнитофон и бытовую звуковую карточку).

А емкость датчика изменяется всего на 20% при нагруке 200Н.

timochka>> Т.е. порядка 1% погрешность на гистерезис. Правда погрешность неслучайная и кое-что можно будет вытянуть постобработкой.
Serge77> Эта погрешность зависит от скорости приложения нагрузки, поэтому гистерезис при калибровке и под двигателем будет разный. Нужно бороться, чтобы его совсем не было.
timochka>> Кострукция датчика простая: 3 одинаковые пластины стянутые по краям болтами.
Serge77> Наверное ещё прокладки есть?

Ага, прокладки из гетинакса. Трение между пластинами и прокладками сухое, поэтому от скорости нагружения зависеть не должно. Но это в теории.
Бороться надо, но на такую погрешность я пока решил забить пока не выясню суммарную погрешность всего стенда включая тракт записи и дешифровку.

Вчера оценивал погрешности вносимые алгоритмом частотомера, получается порядка 0.5 % при 100 измерениях в секунду.

timochka> Пока могу только фото. Eagle а пока еще осваиваю, как раз на схеме стенда

Давай фото, очень интересно. Фото схемы или изделия?
Если есть вопросы по Eagle, задавай. Хотя там вроде всё очень просто.

timochka> У тебя резина (хоть и почти не нагруженная) - у нее вязкое трение присутствует.

Резина там ни на что не влияет. Я вообще не пойму, почему все так на неё обращают внимание. Основные напряжения возникают в узле крепления пластин и стальных прокладок болтами. Вот там видимо какие-то мизерные подвижки и происходят.

timochka> Нее, это при 22 кГц, и без метода Ньютона.

Да, при 22 получается 0.5%.
А что такое метод Ньютона?

timochka> Кроме того сейчас у меня проблемы с формой сигнала.

Может туда поставить конденсатор? Надеюсь, не глупость предлагаю ;^))

1) Эта, забывал сказать, что программа обсчитает и 32-битный звук (24 бита лень было вставлять).
Это лучше всего (теоритически) повысит точность определения периода.

2) Тимочка, ты сравни точность определения частоты с хорошим частометром. Должно быть до десятых долей герца на 6кГц.

3) субъективное имхо: не делай такую низкую частоту. не ниже 3000 Гц. Можно начинать с 8000 Гц. Т.к. частота определяется достаточно точно, то нет необходимости делать гигантский диапазон.
На нижних частотах метод определения может датавь большую погрешность чем на высоких.

4)Если поставить галочку в разделе "показать ошибку" то покажет разброс среднеквадратичной ошибки при определении среднего за промежиток времени названный "точность". Т.е. за этот промежуток высчитывается средний полупериод, он и выдается наружу, а также среднеквадратичное отклонение за этот промежуток полупериодов от полученного среднего.

5) Сейчас лежит дома чистобеспроблемная версия. Добавлено сохранение настроек для каждого конкретного обсчета. В случае текущего языка ENU выдает интерфейс на английском.
Не выкладываю - не дописал хэлп .

Piroman> 1) Эта, забывал сказать, что программа обсчитает и 32-битный звук (24 бита лень было вставлять).

Извини, я программой не пользовался, считал руками в Екселе.

Piroman> 2) Тимочка, ты сравни точность определена частоты с хорошим частометром. Должно быть до десятых долей герца на 6кГц.
Piroman> 3) субъективное имхо: не делай такую низкую частоту. не ниже 3000 Гц. Можно начинать с 8000 Гц. Т.к. частота определяется достаточно

Эх, где-бы его взять - хороший частотомер. В любом случае сигнал пока придется писать на магнитофон, поэтому и диапазон взял максимальный из того что в него пролазит.

---

Serge77> Давай фото, очень интересно. Фото схемы или изделия?
Изделия Схема от руки и сильно потерта.
Serge77> Резина там ни на что не влияет. Я вообще не пойму, почему все так на неё обращают внимание. Основные напряжения возникают в узле крепления пластин и стальных прокладок болтами. Вот там видимо какие-то мизерные подвижки и происходят.

Все сначала вспоминают резину, а только потом где она стоит. Крепление болтами у меня почти такое-же. Это для тебя 0.01 мм - милерные подвижки, а для тех сил что вдоль пластины действуют - это ого-го.

Serge77> А что такое метод Ньютона?
Фактически линейная интерполяция между отсчетами, что-бы точнее определить момент перехода через 0.

timochka>> Кроме того сейчас у меня проблемы с формой сигнала.
Serge77> Может туда поставить конденсатор?

Думаю что коаксиал как раз емкость и добавляет, а вот сопротивления все очень большие (что входное, что выходное). Наверное наоборот резистор поставлю. Вечером попробую.

Дубликат

timochka> Извини, я программой не пользовался, считал руками в Екселе.

Не знаю как ты считаешь, я считаю не количество полупериодов а их длительность. В процессе обнаружились тонкости, которые обычно принимаются ничего не значащими, но вносят основной вклад в погрешность.
Например, начальный и конечный "оберзанные" полупериоды.

timochka> сигнал пока придется писать на магнитофон, поэтому и диапазон взял максимальный из того что в него пролазит.

Когда я писал на магнитофон (диктофон), то нормально записывалось до 10 кГц. Амплитуда, конечно, была понижена, но на частоту это не влияло.

timochka> Крепление болтами у меня почти такое-же. Это для тебя 0.01 мм - милерные подвижки, а для тех сил что вдоль пластины действуют - это ого-го.

Да, обсуждали уже, у тебя напряжения гораздо выше.

Дубликат

timochka> Я тоже считаю число целых полупериодов и делю на длительность целых полупериодов (а не всего окна). Стандартный метод.

Ты это делаешь в Excel? Интересно было бы посмотреть на программу.