Стенд и оборудование для испытаний и измерений 2020

pinko>> Вот проблема - датчик должен быть на плоской твердой (металлический) поверхности - не деревянный край.
Mihail66> А я от тут немного не догоняю.
Mihail66> Предположим, что датчик прикручен к НЕ идеально твердой поверхности, и этот край плиты начинает изгибаться под нагрузкой, то датчик уже перестает деформироваться что ли?
pinko>> Когда сжимаеш датчик, неясно где происходит деформация - на деревянный край, в датчике, в обоих, у саморезов в дереве ...
Mihail66> Дальше, еще больше не догоняю. И это происходит при незначительной нагрузке, а если навесить на датчик большую массу, то изгиб этой плиты уже перестает хоть как-то влиять?


На датчик начинают действовать дополнительные силы (трение), а также меняются векторы сил. Кроме того, деформация древесины может показаться очень незначительной, но также и полное отклонение датчика и оба значения становятся соизмеримыми - измеренная сила больше не будет линейной...

Вот хорошее видео о том, как использовать датчики веса - всего 2 минуты, найдти время, чтобы посмотреть.

Mihail66> А вот если одни весы поставить на другие весы, и взвесить на них арбуз, то по твоему что должны показать каждые из этих весов?

Ответ.

pinko> На датчик начинают действовать дополнительные силы (трение), а также меняются векторы сил.

Но в таком случае, направление вектора приложения силы должно изменяться тем сильней, чем больше эта сила. Датчик ведь прогибается под нагрузкой, и чем сильнее мы на него давим, тем сильнее наклоняется ось силы у датчика относительно направления вектора приложения нагрузки. Тогда почему на больших нагрузках точность выше, чем при маленьких нагружениях, когда отклонение вектора незначительное?

pinko>> На датчик начинают действовать дополнительные силы (трение), а также меняются векторы сил.
Mihail66> Тогда почему на больших нагрузках точность выше, чем при маленьких нагружениях, когда отклонение вектора незначительное?

Сжимаемость материалов нелинейна (не равна во всех направлениях), также вся сборка всегда имеет определенный люфт, и если калибруем с большими нагрузками, то относительное изменение меньше, чем в обратной ситуации.

Mihail66> По твоему, если под весы положить мягкую прослойку, которая будет прогибаться под нагрузкой, то весы станут показывать меньше?

На этом принципе и работает ковёр-самолёт!!!

Xan> На этом принципе и работает ковёр-самолёт!!!

Левитация, нах!

pinko> Сжимаемость материалов нелинейна (не равна во всех направлениях), также вся сборка всегда имеет определенный люфт, и если калибруем с большими нагрузками, то относительное изменение меньше, чем в обратной ситуации.

Так значит вектор приложения силы все же не причем. А в погрешности измерения виноваты паразитные перемещения в которых есть люфты, трения, скручивания и прочая "хрень". И эта "хрень" как раз на малых нагрузках и проявляется во всей красе. А отсюда следует вывод, что нехрена калибровать датчик на краю диапазона, и использовать его на малых нагружениях тоже не стоит.

Mihail66> Попробуй нагрузить датчик массой рядом с его номиналом, а потом нагрузи его на 5% от номинала. На сколько будет занижен результат взвешивания маленького грузика?

Да пробовал много раз, так и делал всегда. Линейность на уровне 0,001 и лучше. Никаких ±5% не было.

Mihail66> Но в таком случае, направление вектора приложения силы должно изменяться тем сильней, чем больше эта сила. Датчик ведь прогибается под нагрузкой, и чем сильнее мы на него давим, тем сильнее наклоняется ось силы у датчика относительно направления вектора приложения нагрузки. Тогда почему на больших нагрузках точность выше, чем при маленьких нагружениях, когда отклонение вектора незначительное?

Наоборот!
Точнее как раз вначале на малых нагрузках, а потом погрешность растет. Это при отклонении вектора силы от массы при косом изгибе. Линейность ты оцениваешь, как дельту между соседними точками. К точности это не имеет никакого отношения.

Поэтому твоя методика в калибровке в середине диапазона в таком случае будет заведомо ещё более неточной.

SashaMaks> Да пробовал много раз, так и делал всегда. Линейность на уровне 0,001 и лучше. Никаких ±5% не было.

Мои эксперименты не дают такой линейности ни при каких условиях. Поэтому я сомневаюсь в твоей оценке линейности.

Mihail66>> Но в таком случае, направление вектора приложения силы должно изменяться тем сильней, чем больше эта сила. Датчик ведь прогибается под нагрузкой, и чем сильнее мы на него давим, тем сильнее наклоняется ось силы у датчика относительно направления вектора приложения нагрузки. Тогда почему на больших нагрузках точность выше, чем при маленьких нагружениях, когда отклонение вектора незначительное?
SashaMaks> Наоборот!
SashaMaks> Точнее как раз вначале на малых нагрузках, а потом погрешность растет.

Еще раз прочитай внимательно, что я написал, и что у тебя "наоборот". Я говорю как о том, что на малых нагружениях датчик врет больше, чем посередине рабочего диапазона.

Mihail66>> По твоему, если под весы положить мягкую прослойку, которая будет прогибаться под нагрузкой, то весы станут показывать меньше?
Xan> На этом принципе и работает ковёр-самолёт!!!

и тем не менее - сколько раз накалывался:
если весы стоят на твердом (стол) - показания значительно (на 20-30%) выше, чем если их поставить на пол (покрытие - линолеум на ворсистой подложке)
(в китайских бытовых весах датчики в ножках).

apakhom> если весы стоят на твердом (стол) - показания значительно (на 20-30%) выше, чем если их поставить на пол (покрытие - линолеум на ворсистой подложке)

А это вот как раз равносильно смещению точки приложения силы от центра платформы на край.
У меня фитнес весы (до 170кг) как раз на эту тему шалят, датчики у них в ножках. Если я на них двумя ногами стою, то вешу 94кг (бляха, похудел), а если одну ногу уберу то становлюсь на 7кг легче.

Mihail66> Ответ.

Неверный ответ, верный - арбуз круглый!

Mihail66>> Ответ.
Брат-2> Неверный ответ, верный - арбуз круглый!

Потому что гладиолус.

Mihail66> .... Если я на них двумя ногами стою, то вешу 94кг (бляха, похудел), а если одну ногу уберу то становлюсь на 7кг легче.
Все правильно, твоя нога весит 7кг!
Долго смеялся, но не удержался, пошел проверил. На двух ногах 98кг. На правой ноге 98кг. На левой ноге тоже 98кг. Блин, у тебя чудесные весы, становишься одной ногой и показываешь, что похудел, жена автоматически станет тебя кормить лучше!

Брат-2> Долго смеялся, но не удержался, пошел проверил. ...

Хорошие у тебя весы.
А вот теперь вопрос, что у тебя за весы, как там расположены датчики, и на какой поверхности (жесткой или мягкой) ты проводил теловзвешивание?

Mihail66> Еще раз прочитай внимательно, что я написал, и что у тебя "наоборот".

Нет, это ты путаешь понятия "линейность" и "погрешность"/"точность".
При КОСОМ ИЗГИБЕ погрешность растёт с увеличением нагрузки, поэтому ТЫ ВЫНУЖДЕН применять кривую вместо прямой при калибовке. И тебе просто кажется, что погрешность больше вначале. Если на стенде двигатель станет ровно, то погрешность измерения будет много больше, чем то, что ты видишь в своём начале при калибровке. Иными словами из-за твоей криворукости, у тебя каждый раз на твоих стеновесах будут разные показания, как ты сам писал ±5%. И всё будет зависить от угла наклона сила по отношению к датчику, как при взвешивании каждого отдельного груза в каждой отдельной калибровке, так и при испытании каждого отдельного двигателя.

Не у меня проблемы с линейностью!
Вот посмотри, какая линейность и точность для датчиков от обычных напольных весов - три калибровки при разной температуре. Линейность везде 0,9999! И никаких вначале ±5%!

SashaMaks> При КОСОМ ИЗГИБЕ погрешность растёт с увеличением нагрузки, поэтому ТЫ ВЫНУЖДЕН применять кривую вместо прямой при калибовке. И тебе просто кажется, что погрешность больше вначале. Если на стенде двигатель станет ровно, то погрешность измерения будет много больше, чем то, что ты видишь в своём начале при калибровке. Иными словами из-за твоей криворукости, у тебя каждый раз на твоих стеновесах будут разные показания, как ты сам писал ±5%. И всё будет зависить от угла наклона сила по отношению к датчику, как при взвешивании каждого отдельного груза в каждой отдельной калибровке, так и при испытании каждого отдельного двигателя.

Твое описание "немного" не вяжется с тем, что я вижу у себя. Теперь по порядку -
У меня с увеличением нагрузки уменьшается кривизна калибровочной прямой на графике, поэтому я вынужден был применять нелинейную калибровку лишь в начале диапазона.
У меня на больших нагружениях уменьшается разность показаний весов, поэтому от того как криво на стенде стоит двигатель мало что зависит, лишь бы более-менее вертикально, но можно и на это забить.
Из-за моей криворукости на моих стендовесах показания разнятся лишь в начале рабочего диапазона (полагаю, что это из-за разности прижима платформы к датчикам, которая выравнивается с ростом нагрузки).

А теперь о калибровке.
Если считать что датчик линеен, то нужно выставить коэффициент всего для одной точки. Пусть эта точка будет в верхней части диапазона. Тогда легкие нагрузки у меня получатся с заниженными значениями, но и хер бы с ними. А если я откалибрую на легком весе, и буду считать что датчик линеен, то при большой нагрузке я получу завышенные значения. Так в какую же сторону выгодней обмануться?

SashaMaks> Вот посмотри, какая линейность и точность для датчиков от обычных напольных весов - три калибровки при разной температуре. Линейность везде 0,9999! И никаких вначале ±5%!

У меня те же датчики от напольных весов, и стоят они примерно так же как в напольных весах, только вверх ногами. И линейность в лучшем случае 0,97.

ПС.
Причем такое у меня происходило с разными датчиками. Где-то платформа опиралась на датчики в 4-х точках, где-то всего в 2-х, а было что и в одной точке. Я уже начал грешить на сопротивление проводов, и уже собирался применить 6-и проводную схему кабеля. Но потом просто забил на это.
А ведь у тебя измерительный усилитель находится непосредственно рядом с датчиком. Возможно именно в кабеле моя проблема. Он у меня 1,5 метра длиной, 4 витых пары под общим экраном.

Mihail66> Так в какую же сторону выгодней обмануться?

Выгодней добиться линейности и воспроизводимости результатов.

Mihail66> Причем такое у меня происходило с разными датчиками. Где-то платформа опиралась на датчики в 4-х точках, где-то всего в 2-х, а было что и в одной точке.

Это уже неправильная организация опор. Для напольных весов у меня работали все 4 элемента УИ с примерным разбросом по нагрузке не более 5%. Сюда же минимизация отклонения координаты точки приложения усилия, даже на балочных датчиках это сказывается, как бы там не разали отверстия и не минимизировали это явления, всё равно влияет.

SashaMaks> Выгодней добиться линейности и воспроизводимости результатов.

Правильно! А если не получается добиться?

SashaMaks> Это уже неправильная организация опор. Для напольных весов у меня работали все 4 элемента УИ с примерным разбросом по нагрузке не более 5%.

А как ты этот разброс померил?
Я например этот разброс минимизировал, на сколько смог, с помощью резиновых проставок между платформой и опорным пятаком, который давит на жестко закрепленный датчик.

SashaMaks> Сюда же минимизация отклонения координаты точки приложения усилия, даже на балочных датчиках это сказывается...

Этим занимается направляющая в которую погружается двигатель, она давит ровно в центр между датчиками.

Mihail66> А если не получается добиться?

Печально.

Mihail66> А как ты этот разброс померил?

Измерял показания по углам площадки.

Mihail66> Я например этот разброс минимизировал, на сколько смог, с помощью резиновых проставок между платформой и опорным пятаком, который давит на жестко закрепленный датчик.

Лучше использовать эпоксидную смолу, резина слишком мягкая.

Mihail66> Этим занимается направляющая в которую погружается двигатель, она давит ровно в центр между датчиками.

И при калибровке так же было через направляющие?

Mihail66> А вот теперь вопрос, что у тебя за весы, как там расположены датчики, и на какой поверхности (жесткой или мягкой) ты проводил теловзвешивание?

Весы как весы, предполагаю, что четыре датчика по углам, а весы устанавливаю в ванной на одну кафельную плитку.

SashaMaks> Измерял показания по углам площадки.

И что ты в этих показаниях видел?

SashaMaks> Лучше использовать эпоксидную смолу, резина слишком мягкая.

Эпоксидная смола это все равно что вообще ничего, как была жесткая платформа, так и осталась. А прослойка резины в 1,5-2мм умеет немножко прожиматься под нагрузкой.

SashaMaks> И при калибровке так же было через направляющие?

До 20кгс с направляющей (бутыль с водой 19л), потом кирпичи по всей площади платформы пока валиться не начнут. Потом Диман всей своей массой в 75кг, а потом еще мешок штукатурки ему на хребет.
Больше 110кгс не калибровал ни разу, хотя заявленный предел у датчиков 200.

SashaMaks>> И при калибровке так же было через направляющие?

Миша, а может проблема в твоих грузиках, контрольное взвешивание проводил?