Стенд и оборудование для испытаний и измерений VI

Сергей, если на рекламном графике нарисовали линейный кусок, это не значит, что он стал таким на самом деле.
Любую кривую можно кусочно-линейно аппроксимировать, от этого она прямой не станет.
Можно вернуться к физике и все легко посчитать.
Нелинейность начинается на первичной обмотке и добавляется на вторичной.
Для примера, простой опыт. берешь катушку, вставляешь в нее сердечник.
Пусть сердечник несколько длинее катушки.
Подаешь ток. Седечник станет ПОСЕРЕДИНЕ катушки.
Т.е. исходный постулат (с предложенных тобой картинок), что поле просто сдвигается влево -вправо - неверен. Оно еще уменьшается по напряженности.
А это уже явная нелинейность.
И т.д. и т. п.

> А вот на стабильность показаний не пофиг.
Насколько я помню, в промышленной паре "первичный преобразователь - преобразователь в самописце" чисто электрически, чисто схемно добиваются стабильности. Т.е. самой идеей, а не технологическими ухищрениями при изготовлении дифтрансформаторов. Там получается, что ни колебания питающего напряжения, ни температура сколько-нибудь существенного влияния на показания не оказывают. Я бы подробнее рассказал, но для этого мне книжку надо, сам уже не помню. А книжка на работе, там довольно доходчиво все разжевано.

> Хорошие датчики ведь не зря меньше 100 баксов не стоят.
Это имхо смотря КАКИЕ хорошие. Если они обеспечивают некую матерую, чисто лабораторную точность-стабильность - нам они неинтересны имхо. Разве только как дорогая игрушка. А для практической работы, для стенда они имхо СОВСЕМ ни к чему.

***
> а схему генератора синусоиды я тут недавно давал
Да, в Х-Х я тоже нашел такую же схему, с лампочкой. Написано, что у такого генератора коэффициент искажений син. сигнала - несколько тысячных. Синусоида там получается именно из-за лампочки. Если вместо нее поставить линейный элемент (резистор), то на выходе получатся прямоугольные колебания (насыщение/отсечка). А лампочка регулирует ОС так, что на выходе получается ИМЕННО синусоида. С весьма и весьма высокой точностью, заметьте!

***
> 4-5 В - это просто столько генератор выдаёт, больше - не может.
К упомянутому генератору надобно взять обычный интегральный Хай-Фай (типа) усилитель, коих сейчас навалом. Выходом такого усилителя и запитать бы первичку дифтрансформатора. Схема получается довольно простая: один корпус - генератор, второй - УНЧ. К первой микурхе обвязки надо три-четыре детальки, к УНЧ - от трех до десяти, в зависимости от модели.

***
> тут народ в прогресс не верит!
Ну почему же, я верю. Верю, что добром этот "прогресс" не кончится. Но с этим ничего не поделать, этот процесс неостановим. Это лирика, т.е. не в тему ЛВДТ.

***
> А вот если такая калибровка потребуется перед каждым измерением...
Повторюсь: смотря с какой погрешностью. От этого и плясать надо бы. А то эдак можно договориться, что линейных и стабильных датчиков вообще не существует в природе.

***
> Любую кривую можно кусочно-линейно аппроксимировать, от этого она прямой не станет.
Станет, если компенсирующие коэффициенты на каждый кусочек ввести. Ещё КАК станет.

RLAN> Сергей, если на рекламном графике нарисовали линейный кусок, это не значит, что он стал таким на самом деле.
RLAN> Любую кривую можно кусочно-линейно аппроксимировать, от этого она прямой не станет.
RLAN> Можно вернуться к физике и все легко посчитать.

Ну не знаю, к сожалению я посчитать не могу.
А если так: этот датчик может обеспечить достаточную для нас линейность и стабильность, скажем 0.5% ?
Можем мы такого добиться? Мне кажется можем.

А зачем там именно синусоида на входе? Что будет, если подать прямоугольный сигнал с 555 таймера?

Фигня будет
Угадать заранее, как поведет себя такой трансформатор на широкополосном сигнале вряд ли кто возьмется.

Serge77> А если так: этот датчик может обеспечить достаточную для нас линейность и стабильность, скажем 0.5% ?

Ты учитываешь, что LVDT это преобразователь перемещение-напряжение и к нему еще понадобится первичный преобразователь сила-перемещение со своими нелинейностями, гистерезисами и нестабильностью?

GOGI> Угадать заранее, как поведет себя такой трансформатор на широкополосном сигнале вряд ли кто возьмется.

Ну хотя бы примерно, что может быть?

GOGI> Ты учитываешь, что LVDT это преобразователь перемещение-напряжение и к нему еще понадобится первичный преобразователь сила-перемещение со своими нелинейностями, гистерезисами и нестабильностью?

Учитываю. Вот хороший преобразователь:
Стенд и оборудование для испытаний и измерений VI [Serge77#22.01.07 21:02]

Serge77> Ну хотя бы примерно, что может быть?
Не, не скажу, не хватает знаний, но уверен -ничего хорошего.

Serge77> Bonjovy, какие у тебя дальнейшие планы?
Надо бы скобу по твоей схеме сделать, с ней поработать. А как на ней изменять предел измерений: подстановкой опоры на разном расстоянии от вертикальной части скобы? (как у Атмосферы рессора с подставкой-упором). Чтобы, скажем, весы были на 5 и 25 кг. А может вместо скобы сделать П-образную опору, чтобы уйти от перемещений сердечника в стороны? Какие мысли?

Вся суть этой скобы в том, что здесь нет ни одного механического соединения или подпорок, т.е. нет никакого трения или хотя бы мизерных подвижек в соединениях. Поэтому она даёт линейный прогиб от нагрузки, я проверял, получилось строго по учебнику.

Поэтому не нужно никаких подпорок, нужно сделать один датчик на один диапазон. Если нужен другой диапазон - нужен другой датчик.

Bonjovy> А может вместо скобы сделать П-образную опору, чтобы уйти от перемещений сердечника в стороны? Какие мысли?

П-образная опора - это как?

Чтобы не было боковых перемещений, нужно сделать такую штуку (рисунок для конденсатора):

Serge77> Нужно сделать один датчик на один диапазон. Если нужен другой диапазон - нужен другой датчик.
Теперь вопрос - как посчитать геометрию скобы? Или тут практически, в несколько итераций к токарю и обратно ?
P.S. А мне больше нравится вторая 'штука'.

Расчёт - в приложении. Учти, что прогибаются оба плеча скобы, поэтому расчитанный прогиб удваивай. На втором листе таблицы - форма прогиба этой балки, если нагрузка приложена к самому концу.

Нужно, чтобы напряжение не превышало примерно 100 МПа, это в районе половины предела текучести незакалённых железяк.

Вторая штука мне тоже нравится больше, но её труднее делать. Наверно только фрезеровкой бруска.

Такой камертон необязательно точить, можно найти готовый, например такой (это для него расчёт в таблице, его я испытывал):

Serge77> Расчёт - в приложении.
Спасибо, буду пробовать при наличии свободного времени.

Собрал сегодня макет синусоидального генератора по мостовой схеме Вина на К157УД2 с лампочкой накаливания в цепи ОС. Эта схема упоминалась чуть выше в этом топике.

Получилась чистенькая, правильная синусоида. После включения прикольно устанавливается амплитуда колебаний - несколько затухающих по амплитуде колебаний в течение двух-трех секунд, как бы модуляция основной частоты - из сильно срезанного сигнала до чистой синусоиды. Похоже на сорвавшуюся пружину, или трясущееся желе. Этот эффект обусловлен, судя по всему, начальным прогревом нити накаливания лампочки.

Насколько могу судить по осциллогрмме, после прогрева схемы в течение минуты-другой, частота колебаний 25 Гц повышается примерно на 1 .. 2 Гц и в дальнейшем остается стабильной. Амплитуда выхода составила 1,5 В (размах, соответственно, 3 В) при питании ОУ ± 15 В; ток потребления ± 7 мА. При нагрузке выхода резистором 100 Ом форма колебаний сильно искажалась и амплитуда падала примерно вдвое. Нагрузка выхода резистором 3 К никакого влияния на сигнал не оказывает. Т.е. нужен УНЧ, как я и предполагал.

Если кого-то заинтересует этот генератор, готов выложить рабочую схему.

А для чего 25 Гц? Если ты для индуктивного датчика, то там обычно 2.5 кГц или больше.

Это МНЕ нужен низкочастотный генератор синуса. Просто интересы наши в этой точке сейчас пересеклись. Килогерцы и десятки килогерц для моста Вина не проблема. Даже еще проще, и искажений меньше.

Non-conformist> Если кого-то заинтересует этот генератор, готов выложить рабочую схему.
Не помешает, в хозяйстве пригодится.

Я вот хотел, чтоб не прогибалось ниче и выдумал такую фигню:

http://www.pyrolab.narod.ru/images/oter_1.4.jpg [not image]
























Взять пластины потолще, и пару кусков подходящей трубы. Трубы вдоль пропилить и приварить к пластинам. Но лучше конечно на болты, чтоб разбиралось все, и тогда пружины менять можно на разную нагрузку, хотя наверное проще сразу несколько разных конденсаторов сварить. Только вот как такая пружина себя поведет? И еще емкость будет между обкладками и пластинами, а то ведь пластины замкнуты между собой через пружины. Она мешать не будет? Или можно одну обкладку убрать, чтоб емкость побольше изменялась от деформации этой фигни?

Или на прогибы пластины можно забить и не выдумывать фигню?

Venjltq> Взять пластины потолще, и пару кусков подходящей трубы. Трубы вдоль пропилить и приварить к пластинам.

Да, упругий элемент хороший.

Venjltq> Но лучше конечно на болты

Нет, на болты гораздо хуже, будут микроподвижки и гистерезис, как в моём конденсаторе.

Venjltq> еще емкость будет между обкладками и пластинами, а то ведь пластины замкнуты между собой через пружины. Она мешать не будет?

Вот и я бы хотел узнать, пусть спецы подскажут.

Venjltq> Или можно одну обкладку убрать, чтоб емкость побольше изменялась от деформации этой фигни?

А почему ёмкость будет больше изменяться?

Venjltq> Взять пластины потолще, и пару кусков подходящей трубы. Трубы вдоль пропилить и приварить к пластинам. Но лучше конечно на болты, чтоб разбиралось все, и тогда пружины менять можно на разную нагрузку, хотя наверное проще сразу несколько разных конденсаторов сварить.

Трудоемкость большая! А болты нельзя - будет гистерезис.

Venjltq> И еще емкость будет между обкладками и пластинами, а то ведь пластины замкнуты между собой через пружины. Она мешать не будет?
Паразитная емкость большая.

Ну почему же трудоемкость большая? Тут работы на час. Отрезать пилой (даже ручной недолго) кусок трубы. В тиски его и вдоль той же пилой прорезать. Потом разогнуть немного клиньями. Далее пополам. Ну и сварки минут на пятнадцать. ИМХО тут не о трудоемкости надо думать - датчик ведь не на один день, а о доступности материалов и инструментов.

А такие упругие трубы можно подобрать? Их в природе много разных бывает? И из какого материала лучше?

На счет емкости. Нам ведь нужно изменение емкости (дельта), зависящее от расстояния между пластинами. А она будет входить в состав всей емкости (пластины-обкладки) + (обкладка-обкладка). Паразитная, конечно, большая - слой диэлектрика тонкий очень, но ведь от ее величины не зависит эта дельта. Допустим было 100 мкФ паразитной и 20 нужной, прижали - осталось 100 паразитной, а нужная стала 50 например. Дельта значит 30. Так она ведь не изменится, если паразитки станет например 1000. Пластины ведь не станут труднее сжиматься. Или я че-то не догоняю?

Про то, что больше меняться будет, это я имел ввиду, что отношение этой дельты к паразитной будет больше - одну обкладку убрать и паразитная вдвое меньше станет, а нужная останется той же. Так по моему.

Venjltq> Паразитная, конечно, большая - слой диэлектрика тонкий очень, но ведь от ее величины не зависит эта дельта.

Зато зависит линейность. Если паразитная ёмкость больше, чем несколько процентов от изменяемой, линейность сильно искажается.