Стенд и оборудование для испытаний и измерений VIII

Non-conformist> Т.е. ты хочешь сказать, что ДПФ можно вообще оформить стандартными средствами Эксель, забив пару формул и скопипастив их вдоль столбца???
А ты сам прикинь, как у тебя эксель будет считать сигнал хотя бы 44 кГц, это 44 тысячи строк на одну секунду измерений. Да и VBA не слишком быстрый.

А что, повиснет? Или слишком долго? Мне, например, подождать пару минут - не вопрос.

Да, кстати... Одна секунда измерений - это уже приличное усреднение, аж пятьдесят периодов. Усредняем каждое измерение пятьдесят раз и получаем из одной секунды измерений один усреднённый период, к которому и применяем две ксановы формулы. Так, я думаю, будет намного быстрее?

SashaMaks> А каким образом пластик может мешать воспринимать нагрузку тензодатчику? Есть какая-то зависимость здесь от вида материала? Прочность вроде держит.

Полимеры, особенно с наполнителями, имеют дурную особенность после нагрузки медленно восстанавливать исходные размеры.
Для бытовых весов с обнулением при каждом взвешивании и практически нулевой ответственностью разработчиков перед конечным пользователем никто не заморачивается с такими нюансами.
Обрати внимание на конструкции профессиональных тензометрических упругих элементов - никаких пластмасс, только специально обработанный металл.

Ко всем стендомерующим !
Просьба не путать порог чувствительности и погрешность измерителя (класс точности).
Да, специальными мерами калибровки и методиками второе приближают к первому.
Но - далеко не одно и то же.

Если измерения связаны с деформациями - нелинейность, гистерезис и невозврат - обязательные составляющие основной погрешности. Вылазят начиная с двух процентов погрешности и начиная с нескольких микрометров деформаций металлов (пластики - тьфу !).

В связи с моими тирадами очень актуально сказанное Нон-Конформистом:
Non-conformist> насколько те "нюансы нюансов", которые любитель получит с помощью дорогого и сложного в изготовлении стенда, будут востребованы в его дальнейшей практической деятельности?

Что не может быть получено на стенде с 5-процентной основной погрешностью, и требует 1 % ?
Что потребует замены 2% на 0,5% и выше ?

Я бы добавил, что бОльшей проблемой является устранение собственных колебаний, что их период должен быть в 2-3 раза меньше, чем время скачков тяги двигателя. И в этом аспекте тензометрия вне конкуренции по сравнению с камертонами, стрелочными весами и т.п.

Non-conformist> Т.е. ты хочешь сказать, что ДПФ можно вообще оформить стандартными средствами Эксель, забив пару формул и скопипастив их вдоль столбца???

Наверное.
Но я в экселе не очень.

Я приношу свои извинения за мои вибродиагностические позывы - не совсем в тему, конечно, но имхо это так или иначе связано с Экселем, с вычислениями, и в конечном итоге обсуждаемые идеи и приёмы имхо могут оказаться полезными многим исследователям-любителям... Или лучше перейти в "ракетный софт"?

***
Сейчас забил копипастом в Эксель повторяющийся участок из десяти значений цифровой шестизначной абракадабры, всего получилось 45 000 строк. И через мастер функций попросил посчитать среднее значение всех строк. Результат получил мгновенно! Или мой опыт показал время вычисления именно десяти значений, а не сорока пяти тысяч?

Ckona> Что не может быть получено на стенде с 5-процентной основной погрешностью, и требует 1 % ?

Со всем выше сказанным согласен.
Да и с этим вопросом тоже.
Просто хочу высказать своё мнение на этот счет.
Например погрешность измерений 5% и допустим точность обработки графика тяги того же порядка. По концовке можем на карамели получить УИ 115 или 125, то есть или хороший мотор или отличный. Для ракеты почти пофиг но душу согреет.
На стенде, который сейчас делаю, хочу получить 1% на половине шкалы.

Ckona> Полимеры, особенно с наполнителями, имеют дурную особенность после нагрузки медленно восстанавливать исходные размеры.

Здесь полимер никак на тензодатчик не влияет, полимер (тонкий слой) находится между двигателем и датчиком, поэтому его деформации не искажают нагрузку, воспринимаемую датчиком.

Точность 5% для тензодатчика считаю можно получить, только если всё сделать неправильно. Недостоин тензодатчик такого результата, 5% можно получить и на стрелочных весах. Если уж взялся за тензодатчик, то и остальные компоненты системы должны соответствовать, чтобы реализовать его возможности.

LEVSHA> Для ракеты почти пофиг но душу согреет.
Чем хорош НОРМАЛЬНЫЙ тензометрический стенд (без "пласмасок" внутри), так это тем, что он может объективно показать уровень технологии того или иного ракетолюбителя в смысле воспроизводимости характеристик мелкосерийных моторов. Других применений однопроцентной точности я пока не вижу, как ни стараюсь.

Serge77> Здесь полимер никак на тензодатчик не влияет, полимер (тонкий слой) находится между двигателем и датчиком, поэтому его деформации не искажают нагрузку, воспринимаемую датчиком.
А когда по-твоему влияет? Ты же динамику скоротечных механических процессов (практически ударных) хочешь получить в неискажённом виде. И тебя не беспокоит пластиковый демпфер между объектом исследований и датчиком. Имхо непоследовательно...

on-conformist> Чем хорош НОРМАЛЬНЫЙ тензометрический стенд (без "пласмасок" внутри), так это тем, что он может объективно показать уровень технологии.
Я согласен.
У меня основных три причины
1. Всегда стараюсь сделать хорошо.
2. Есть возможность.
3. Для себя любимого (от увлечения нужно получать удовольствие).

Покритикуйте идею - как сделать стенд на тензодатчике без МК и вообще без самодельной электроники (или почти без электроники).

Идея такая - подаём на тензодатчик переменное напряжение, полученный сигнал (несколько мВ переменного же напряжения) записываем через микрофонный вход компьютера, диктофона или мобилы. Потом из звукового файла получаем амплитуду сигнала.

Абсолютно без электроники делается так: переменный сигнал делается с помощью СОМ или LPT порта компьютера, например постоянно передавая в СОМ порт байт 10101010, или дёргая другие ноги порта.

Если убрать компьютер, то генерировать сигнал возбуждения можно 555 таймером, схема простейшая, любой спаяет. Чтобы увеличить размах сигнала до ±12 В, на выходе таймера можно поставить МАХ232, тогда размах выходного сигнала составит около ±10 мВ, что должно быть как раз для микрофонного входа. Записывать можно диктофоном или мобилой, причём здесь необязательно иметь большую частоту оцифровки, достаточно и 8 кГц.

При частоте сигнала возбуждения 1000 Гц мы получим частоту измерений 1000 точек в секунду. А если кроме максимумов волны считать ещё и минимумы, то и все 2000 точек.

Основной вопрос - насколько точно сохраняется амплитуда сигнала при записи. Нет ли у диктофонов автоматической регулировки уровня записи?

Какие ещё проблемы? Есть ли смысл пробовать?

Non-conformist>> Чем хорош НОРМАЛЬНЫЙ тензометрический стенд (без "пласмасок" внутри), так это тем, что он может объективно показать уровень технологии.
LEVSHA> Я согласен.
Ты процитировал совсем не то, что я хотел сказать - дёрнул кусок предложения из контекста, поставив точку там, где её не было. Не нужно так делать имхо.

Моя мысль была о том, что однопроцентная точность реально применима разве что для получения объективной статистики мелкосерийных моторов, производимых в любительских условиях. Берём пять штук одинаковых моторов, прожигаем их один за другим на однопроцентном стенде, и видим, насколько они "одинаковы". Пятипроцентные измерители этого могут не уловить, или того хуже - исказить результаты совершенно неприемлемым образом.

А что до твоего прочтения моей цитаты, то меня лично куда больше впечатляет простота и эффективность идеи, а не стоимость и сложность оборудования, доступного тому или иному участнику.

Serge77> Нет ли у диктофонов автоматической регулировки уровня записи?

Это самый главный вопрос.

Serge77> Есть ли смысл пробовать?

Можно для начала попробовать записать сигнал от генератора и посмотреть на постоянство амплитуды.

Переменку для работы с тензодатчиками применяют, с этим всё в порядке. Обычно меандр сотни герц. (Переменка для подавления темпопарных эффектов).

Serge77> Какие ещё проблемы? Есть ли смысл пробовать?
Есть готовые источники сигналов - встроенные генераторы в звуковых редакторах.

Мосты переменного тока существуют, только используются (да, до сих пор) для измерения индуктивностей и ёмкостей. Класс точности этих приборов намного хуже, чем у мостов постоянного тока.

Шансы на успех (получение погрешности, которая оправдывала бы всю затею) на этом пути имхо минимальны, но последнее слово только за экспериментом. Нужно пробовать.

> Можно для начала попробовать записать сигнал от генератора и посмотреть на постоянство амплитуды.
Для этого хорошо бы иметь на ноуте фулл-дуплексную аудиокарту. Чтобы одновременно и передавать, и писать могла.

Non-conformist> Есть готовые источники сигналов - встроенные генераторы в звуковых редакторах.

А сколько Вольт на выходе? Линейный выход - 1 В, это мало. Т.е. нужен усилитель. А с СОМ-порта сразу ±12 В.

SashaMaks>> А каким образом пластик может мешать воспринимать нагрузку тензодатчику?
Serge77> Например боковушки пластика могут упираться в пластины. Я же не вижу конструкции пластикового корпуса.
SashaMaks>> А какой корпус? Есть фото?
Serge77> Serge77 - Моя ракетная мастерская - Препарирование напольных весов

У деревянных, явно другие опоры. У стеклянных похожи. У моих конструкция следующая. Просто лист металла разрезанный фрезой в рамку, которая опирается на пластмассовую опору. Внутри металлической рамки вырезана балка фигурная Т-образной формы, на которой тоже находится пластмассовая подушка, отдельная от другого пластика.
Фоты:

Ckona> Обрати внимание на конструкции профессиональных тензометрических упругих элементов - никаких пластмасс, только специально обработанный металл.

Просто для этого бы потребовалась создавать отдельное производство под пластмассовые изделия. Проще делать из однотипного материала по наиболее простой и универсальной технологии.

LEVSHA> ...большинство конструкционных пластиков имеет плохую, я бы сказан никакую адгезию.

Да, не нормально держится, для этого и делаю шероховку приклеиваемых поверхности.

LEVSHA> Плюс конструкция при давлении будет играть усилия сдвига не детские, деформации, а эпоксидка не очень пластичная.

Пластмасса просто сдавливается между деталями и то не сильно, учитывая её площадь контакта. Уже пробовал давить своим весом 63кг, подпрыгивыая. Да и сделать жёсткую рамку для передачи нагрузки не так уж и сложно, может сегодня уже сделаю.

Non-conformist> И тебя не беспокоит пластиковый демпфер между объектом исследований и датчиком. Имхо непоследовательно...

Эти процессы идут где-то на 5-7 порядках малости, с такой скоростью даже пули не стреляют.

SashaMaks> Эти процессы идут где-то на 5-7 порядках малости, с такой скоростью даже пули не стреляют.
Не спорю, деформации малы. Но ведь малы и деформации чувствительного элемента. И я сомневаюсь, чтобы деформации пластика и деформации тензорезистора отличались друг от друга на пять-семь порядков, несмотря даже на солидную площадь опоры. Весы - вещь статическая, стенд - динамическая. Разница существенная, качественная. Я не говорю, что пластмасса в системе - это однозначный капут, просто её наличие внушает определённые опасения. Размывает концептуальную картину, вносит в неё непоследовательность, нелогичность.

SashaMaks> У моих конструкция следующая.

Усилие с одной стороны прилагается к наружной металлической рамке, а с другой стороны - к концам перекладины буквы Т, там где есть дырочки? Тогда у меня не так, у моих датчиков с обоих весов по центру есть маленький выступ, на который и подаётся усилие. У меня некуда закрепить вторую пластину, придётся её наверно просто прижать пружинками к датчикам.

Non-conformist> И я сомневаюсь, чтобы деформации пластика и деформации тензорезистора отличались друг от друга на пять-семь порядков, несмотря даже на солидную площадь опоры.

Ты путаешь простые деформации сжатия/растяжения и изгиба. При этом они ещё и в разных плоскостях находятся, если принимать во внимание именно те деформации от изгиба металла, что мереют тензодатчики в сравнении с деформациями пластика.

Non-conformist> Размывает концептуальную картину, вносит в неё непоследовательность, нелогичность.

Если так подходить к делу, то и двигатель должен быть сделан тогда полностью из стали.

SashaMaks> деформации от изгиба металла, что мереют тензодатчики в сравнении с деформациями пластика.
Деформации изгиба УЭ преобразуются в деформации сжатия-растяжения ЧЭ, ничего я не путаю. Возьми неприклеенный тензорезистор, согни пополам - мост никак не отреагирует.

Насчёт плоскостей - какая разница в каких плоскостях деформации, если они приложены последовательно: деформация сжатия пластика определяет деформацию сжатия ЧЭ. Ещё раз повторюсь - формально рассуждать можно по-разному, но только эксперимент покажет, что из этих рассуждений окажется практически существенным, а что надуманным и притянутым за уши.

SashaMaks> Если так подходить к делу, то и двигатель должен быть сделан тогда полностью из стали.
Ну да. Пластиковый или тем паче картонный корпус внесёт свою долю погрешностей в измерения, от этого никуда не денешься. Но пластмасса в стенде только добавит (возможно) погрешность.

Если от пластика никуда не деться - конечно надо пробовать как есть.