Стенд и оборудование для испытаний и измерений VIII

Serge77> Получилось кривее.
Serge77> Попробуй покалибровать несколько раз, посмотри, изменяются ли данные, подставляй их в таблицу, смотри на график.
Вот перекалибровал. получилось нормальненько.

Костян1979> Вот перекалибровал. получилось нормальненько.

А в чём была проблема? Не проявится ли она на стенде?

Serge77> А в чём была проблема? Не проявится ли она на стенде?
Проблема в руках наверное .
Я поставил одни весы на другие. Все подключил и начал давить на датчик а показания снимал на камеру потом в режиме стоп кадра выписывал данные. А последний раз просто грузы клал на весы.

Костян1979> Я поставил одни весы на другие. Все подключил и начал давить на датчик а показания снимал на камеру потом в режиме стоп кадра выписывал данные.

Не годится, весы и вольтметр с разной скоростью обновляют показания.

Serge77> Не годится, весы и вольтметр с разной скоростью обновляют показания.
Теперь я это понял.

Xan> Поэтому силу F = k * A нужно приравнять силе вязкости А = вязкость * v, где v — скорость груза.
Xan> То есть, зная массу и жёсткость пружины легко вычисляется необходимая вязкость.
Xan> Вязкость[Н/(м/с)] = sqrt(m[кг] * k[Н/м])
Не мог бы ты явно перечислить буквы, входящие в приведённые формулы, и написать, какая буква какой параметр обозначает?

Xan> То есть, можно измерить массу подвижной части стенда, измерить частоту его колебаний (это надёжнее, чем пытаться измерить жесткость), вычислить необходимую вязкость, выбрать жидкость, вычислить геометрию демпфера, и сразу сделать подходящий демпфер. Без множества попыток и регулировок.
Вот этот абзац мне понравился больше всего, как наиболее пошагово понятный. "Вычислить необходимую вязкость" - это надо понимать, просто вязкость (демпфера как устройства). Но ведь от удельной вязкости выбранной жидкости будет зависеть и геометрия устройства? В случае жидкостей с малой вязкостью (например водой), сечение поршня может получиться настолько большим, что возникнут проблемы с демпфированием самого демпфера. Поэтому вода не катит, хотя это было бы здорово...

И настолько ли необходим демпфер в данном случае? Почему нельзя просто измерить собственную частоту свободных колебаний подвижной части (тем же срывом нагрузки), а потом просто отфильтровать эту частоту программно? К тому же имхо даже самый резкий выход на режим - это всё же не срыв нагрузки, чисто динамически. В смысле - не дотягивает выход на режим до срыва. Срыв был предложен как заведомо более суровое по динамике воздействие, чем реальный выход на режим...

Насчёт пружин - как практически подобрать их упругость, чтобы она приходилась на диапазон 100х .. 1000х от упругости УЭ тензодатчика? Подойдут ли витые пружины от (жигулёвских) клапанов?

Non-conformist> И настолько ли необходим демпфер в данном случае? Почему нельзя просто измерить собственную частоту свободных колебаний подвижной части (тем же срывом нагрузки), а потом просто отфильтровать эту частоту программно?

Конечно можно.
И это самый простой и точный вариант. И обсуждался в "цифровой фильтрации", вроде.
Частота отсчётов АЦП должна быть раза в три-четыре больше частоты колебаний.

Но некоторые желают давить колебания в зародыше — в механике, а не отфильтровывать.
В принципе, если быстродействия АЦП не хватает и если в АЦП нет хорошего фильтра на входе и возникают искажения, то можно и механикой давить.
А можно сначала, до АЦП, аналоговый фильтр поставить и колебания задавить в нём.

Non-conformist> Подойдут ли витые пружины от (жигулёвских) клапанов?

Запросто.
Я несколько килограмов таких пружин применил именно для прижатия тензоплёнок.


Xan>> Вязкость[Н/(м/с)] = sqrt(m[кг] * k[Н/м])

А лучше так:

Вязкость = 2 * pi * f * m

Вязкость — имеет размерность сила / скорость
pi — 3.14;
m — масса в кг;
f — частота колебаний в Гц.

В маленьком справочнике нашлись только две подходящие (достаточно вязкие) жидкости; глицерин и касторка.

Большое спасибо.

Xan> А можно сначала, до АЦП, аналоговый фильтр поставить и колебания задавить в нём.
У меня есть в наличии INA326, INA321 и OPA4727 (счетверённый 727).

Несколько лет назад я довольно плотно экспериментировал с активными фильтрами по рекомендациям из книжки Хоровица-Хилла (там отдельная большая глава посвящена этой теме). Хорошо получалось. То-ли четвёртого то ли ещё более высокого порядка. Очень круто резалось. И ФНЧ, и ВФЧ, и полосовой. Рассчитывал по приведённым формулам номиналы RC, и вроде как получал нужную функцию (Бесселя). Не знаю, насколько фильтр получался именно Бесселя (фазы не измерял), но АЧХ отчень крутая получалась.

Non-conformist> Несколько лет назад я довольно плотно экспериментировал с активными фильтрами по рекомендациям из книжки Хоровица-Хилла

Они все рекурсивные (см. про цифровую фильтрацию), поэтому у них у всех отклик асимметричный, с хвостом. Что не эстетично!

Механический демпфер, кстати, тоже является рекурсивным фильтром.

А вот цифровой (линия задержки с отводами), может дать любой отклик, в том числе и симметричный.

Ну, тут я поддержать разговор не могу.

А насколько сложно написать и запрограммировать такой фильтр? Есть ли какие-то типовые решения на Си, или как? Я так понимаю, что частота механического резонанса подвижной системы - она одна? Т.е. нужно что-то типа фильтра-пробки?

А насколько сложно написать и запрограммировать такой фильтр? Есть ли какие-то типовые решения на Си, или как? Я так понимаю, что частота механического резонанса подвижной системы - она одна? Т.е. нужно что-то типа фильтра-пробки?

***
Вроде нашёл подходящий бесплатный вариант с пружинами - ведомый диск сцепления легкового авто содержит как раз четыре небольших витых пружины со шлифованными под плоскость торцами, которые по размерам отлично вписываются в мои габариты.

Non-conformist> А насколько сложно написать и запрограммировать такой фильтр? Есть ли какие-то типовые решения на Си, или как? Я так понимаю, что частота механического резонанса подвижной системы - она одна? Т.е. нужно что-то типа фильтра-пробки?
Фильтр пишется очень просто, по крайней мере на компьютере, просто я потребные вычислительные ресурсы оценить не могу. Его даже писать не надо, цифровой фильтр очень прост алгоритмически, на Си многократно выполнен, если надо, могу нагуглить.
Сложнее считаются коэффициенты фильтра, но если тебе нужен один фильтр с конкретными характеристиками, то они считаются один раз.
Если определишься с конкретными характеристиками фильтра, то можно сделать и даже прикинуть в симуляторе, влезет ли фильтр в МК.

Большое спасибо. Работы перейдут в микроконтроллерную фазу, как только получу усиленный аналоговый сигнал с тензомоста. Видимо, во-первых нужно будет сделать логгер - регистрирующую часть стенда, а уже потом, получив частоту собственных колебаний подвижной части стенда, начинать заниматься фильтром. Правильно ли я понял, что для фильтра никакого внешнего железа (кроме самого МК) вообще не потребуется?

> Видимо, во-первых нужно будет сделать логгер ...
Хотя, наверное, нужно всё делать сразу в комплексе. Начинать с прорисовки схемы, содержащей источник питания, нормирующий усилитель, внешний АЦП, микроконтроллер, память, и средство связи с компьютером (надеюсь использовать ранее приобретённый по твоему совету мост УСБ-УАРТ). И плюс к тому, видимо, предусмотреть некую схему синхронизации логов тяги мотора и бортовой системы УВТ... Хотя и не уверен, нужна ли такая синхронизация.

В любом случае сейчас я занимаюсь чистой слесаркой - даже весы (датчики) с АлиЭкспресса ещё до сих пор не пришли. Под давлением доводов Xan и своих собственных соображений вынужден был отказаться от грузов в пользу пружин.

Non-conformist> И плюс к тому, видимо, предусмотреть некую схему синхронизации логов тяги мотора и бортовой системы УВТ... Хотя и не уверен, нужна ли такая синхронизация.

За нулевую точку отсчёта ("стартовую линию"), наверное, проще и логичнее всего принять фронт импульса тока через воспламенитель РДТТ. В этом случае появится имхо небезынтересный побочный эффект, а именно возможность измерять ещё один параметр профиля тяги - время срабатывания воспламенителя (от момента подачи тока до начала регистрируемой тяги).

Т.е. стартовая кнопка в этом варианте будет выполнять троякую функцию: запускать РДТТ, включать запись лога УВТ, и запись лога профиля тяги.

А.С.> Самый дешёвый из АЦП от AD, пригодных для этого применения, это AD7790, он стоит что-то в районе 3 долларов, но его можно получить на сэмплы и бесплатно.

Пытаюсь определиться с комплектующими для стенда. МК, судя по всему, Мега 8. АЦП - 7790 .. 7792, 7798, 7799. Здесь такие АЦП мне обойдутся в $ 7..10, но это ещё терпимо (если это действительно необходимо). Плюс память AT24C1024BN2GB2 (5V). Плюс батарея питания и стабилизатор. Может, ещё что забыл?

зы: И входной усилитель INA326.

А у тебя какая частота, которую тебе надо будет фильтровать? Потому как эти мостовые АЦП низкоскоростные, после них особо уже не пофильтруешь.
Память советую CAT24M01, то же что АТ24, но существенно дешевле.

Звон рукой ощущаю как 50+ Гц. Может меньше, но где-то там. Длительный, секунд пять, плавно затухающий. Но это года рамка подвешена в одной точке, и к ней (в углу) слегка прижат палец. Если положить на стол, в штатное положение, правда без датчиков, то при ударе звона рукой не ощущается. Надо бы микрофон приклеить к рамке и стукнуть... А какой АЦП тогда нужен? Посоветуй, если можно, подешевле.

Я настолько за темой не слежу, что даже забыл, что тебе измерить-то надо? И от чего отфильтровать. Так-то если на входе инструментальный усилитель, возможно можно обойтись и встроенным АЦП Меги.

Non-conformist> Пытаюсь определиться с комплектующими для стенда.

Если навороченный стенд почему-то не получится, могу предложить использовать схему моего высотомера. Вместо датчика давления подключаешь выход усилителя и записываешь приходящие данные. Я как раз сам начал делать такой стенд. Могу прислать прошитый МК бесплатно.

Non-conformist> зы: И входной усилитель INA326.

При применении любого из АЦП из вышеперечисленных входной усилитель НЕ НУЖЕН. У большинства сигма-дельта АЦП усиление программируемое от х1 до х128 силами самого АЦП. Входные сопротивление достаточно велико для моста, по крайней мере, для 16-битной точности (а больше редко нужно).
Non-conformist> Плюс батарея питания и стабилизатор.
Если взять Mega8L, то можно питать схему от 1 литиевой батареи или литий-ионного аккумулятора без стабилизатора, на точность это не влияет, в пределах 16 бит, по крайней мере, главное, чтобы опора на АЦП бралась с моста, а не с батареи напрямую.

Non-conformist>> Пытаюсь определиться с комплектующими для стенда.
Serge77> Могу прислать прошитый МК бесплатно.
Большое спасибо за предложение! Но на данный момент есть желание чему-то обучиться, или хотя бы просто ещё раз пройти весь цикл проектирования МК-устройства своими - если не мозгами, то хотя бы руками. Если такое желание вдруг пропадёт/попритухнет, и надо будет волевым образом финишировать проект - обязательно подниму вопрос готовых решений.

> GOGI Так-то если на входе инструментальный усилитель, возможно можно обойтись и встроенным АЦП Меги.
> Б.г. При применении любого из АЦП из вышеперечисленных входной усилитель НЕ НУЖЕН.

Чисто по деньгам, в моём конкретном случае, первый вариант намного предпочтительнее. Вопрос - насколько "возможно можно обойтись и встроенным АЦП Меги". Какова вероятность? Если есть смысл, буду макетировать.

> Б.г. ... главное, чтобы опора на АЦП бралась с моста, а не с батареи напрямую.
Что это значит, можно посмотреть схему?

>> GOGI Так-то если на входе инструментальный усилитель, возможно можно обойтись и встроенным АЦП Меги.
>> Б.г. При применении любого из АЦП из вышеперечисленных входной усилитель НЕ НУЖЕН.
Non-conformist> Чисто по деньгам, в моём конкретном случае, первый вариант намного предпочтительнее. Вопрос - насколько "возможно можно обойтись и встроенным АЦП Меги". Какова вероятность? Если есть смысл, буду макетировать.

Какая вероятность? Конечно, если поставить усилитель, можно и встроенным АЦП обойтись, тем более, что можно усреднение делать. У Ignis Caelum так и сделано.

>> Б.г. ... главное, чтобы опора на АЦП бралась с моста, а не с батареи напрямую.
Non-conformist> Что это значит, можно посмотреть схему?

У тензомоста 4 вывода, 2 питания, 2 выход. Так вот, должны идти провода от батареи к мосту для питания, и от питания моста до входа опорного напряжения АЦП.

Т.е. в кабеле от схемы до моста должно быть 6 проводов. Но у АТмеги нету входа минуса опоры, поэтому там надо аналоговую землю соединять через минус питания моста.

Понял, большое спасибо.