Статья: Тензометр електронний.

Тензометр електронний.
Читать полный текст...

_________________
Моя нанолабораторія.

Здесь можно скачать использованые в статье расчеты и программы.

_________________
Моя нанолабораторія.

Дядьку, а Вам точно 63 года? Если да, то искренне завидую остроте ума и позднеподростковой тяге к нетрадиционному решению задач.

_________________
Да здравствует ветер, который в лицо!
Как живётся в Гондурасе знают только гваделупцы.

_________________
Моя нанолабораторія.

Дядьку, скидаю капелюха

_________________
Старт-шосе "Сталевий олень"
Старт-шосе Моя яскрава "Україна"
Старт-шосе "Скорпіон"

Вот это творческий подход к делу С ума сойти!Ждем,что будет дальше))

Колеги, я зврушений Вашою оцінкою моєї скромної праці.
Раніше я робив те що від мене вимагали, хоч далеко не все мені подобалось. Тепер отримавши деяку економічну свободу та більше вільного часу, я можу робити те що вважаю за потрібне і корисне. Одні пенсіонери вважають за потрібне грати в доміно біля будинків а я вважаю, що корисніше (і набагато цікавіше!) віддати те що накопичилось в голові за довгі роки. Повірте, життя вимірюється не роками а кількісттю вражень. А коли мандруєш, час починає уповільнюватись. Коли ми з другом поїхали до моря на вєліках у відпуску то вона здалась мені як цілий рік. І я запам'ятав це відчуття на все життя. Теж саме можна сказате про технічну творчість. Де мене тільки не носило! Виявляється звуковий метод застосовується в астрономії для вимірювання напружень в оптичних елементах великих телескопів. Напруження що виникають в греблях ГЕС теж вимірюють звуковим методом. Ця мандрівка була дуже цікава і дала багато вражень.
Тепер про корисне. Колега palermo2400 зробив крок у невідоме і отримав винагороду за сміливість. Тепер для багатьох відкрита стежка до більш якісного велосипедного колеса.
Я вам відкриваю ще дві дороги. По перше, ті хто не боїться "дротиків" може піти моїм шляхом. Намекую, що описана конструкція не остаточна і я вже розробляю значно простішу у виготовленні. Вищеописана розроблена для перестраховки від граблів.
По друге, незалежно від конструкції самого тензометра, я пропоную найлегший метод калібрування який легко вирішує болісну проблему: "Немає як калібрувати - немає тензометра". Мені тільки треба трошки часу для складання інструкції до програми та струнного генератора.

Для коллеги Goldbandit
Не надо рельсу! Смелее смотрите в сторону струнного генератора. Его может собрать даже школьник. Программу я пришлю в личку всем заинтересованным велосипедистам. Продавцов "воздуха" прошу не беспокоиться - программа распространяется совершенно бесплатно из вредности.

_________________
Моя нанолабораторія.

Спасибо за внимательное прочтение. При печати перепутал местами цифры. Исправлено.
При Ø2мм, 285, 100кгс,
Гравитационная постоянная = 9.80665;
Плотность стали = 0.00783;
Ньютон = 0.1019716212978кг;
Частота колебаний = 350.291гц;
В программе для расчетов я использую "числа двойной точности" для максимальной гарантии от граблей, а там на сайте где описана формула ХЗ, поэтому разница в 3 гц вполне возможна.

Для комплесного измерения я использую 2мм. Но измереное значение напряжения включает в себе три величины:
- натяжение спицы;
- натяжение спицы которое добавилось от воздействия тензометра;
- поперечная упругость спицы (которая к натяжению не имеет ни какого отношения но на шкалах и дисплее присутсутвует);


Да. При постоянном смещении появляется возможность исключить поперечную упругость спицы и добавочное натяжение а также получить линейную шкалу прибора что собственно и дало возможность применить в качестве индикатора эл. весы.
При усилие=const -> получаем смещение шкала получается нелинейной:
-при натяжении спицы 208,333кг цена деления ИЧ 18,939кг;
-при натяжении спицы 100,000кг цена деления ИЧ 4,167кг;
-при натяжении спицы 50,000кг цена деления ИЧ 1,020кг;
полный расчет в экселе можно скачать во втором посте этой темы.
Все эти соображения и легли в основу конструкции. Когда шкала прибора линейна то все побочные напряжения можно исключить регулировочным болтиком а если нелинейна придется делать расчеты и строить поправочные таблицы.
Но поперечная упругость спиц различается от материала и диаметра. Значит для каждого материала и каждого диаметра нужна своя поправочная таблица.
И это касается всех таких приборов. Короче, если хотим точности то от усилие=const лучше отказаться.

_________________
Моя нанолабораторія.

а эскиз внутренностей металлической "коробчёнки", что на фото, есть? или это авторское ноу-хау?

_________________
Мне пофиг, кто какие стенки из какого материала будет откладывать. (с)

Какое там ноу-хау!!!
Основная цель статьи - донести до сообщества идею отклонения спицы на постоянную величину и использования дешевых весов для индикации. Стоимость ИЧ - 300 и более грн. (поиск в гугле), стоимость весов 70 грн.
Данная "конструкция" - это прототип, модель и была слеплена чисто для проверки правильности мысленых образов возникающих по мере накопления в голове информации о тензометрии. Именно поэтому были допущены "сопли" из проводков удлиняющих проводники датчика, и минимальное вмешательство в конструкцию весов. Их в любой момент можно на 100% восстановить.
Просто был извлечен датчик и вставлен в механизм отклонения спицы. Этот механизм почти ничем не отличается механически от конструкции описаной в теме palermo.
Но есть радикальные отличия в его поведении.
Форма поперечного отклонения спицы 80мм Х 2мм дает 10 кратное уменьшение от напряжения в спице, это нужно для привязки к показаниям дисплея. Линейность процесса гарантирует 100% идентичность натяжения в спице и показаний дисплея.
Это дало возможность проверить смутные подозрения о влиянии силы упругости спицы и дополнительного ее натяжения при отклонении. Получив граблями по голове бесценный опыт я понял каким должен быть прибор.
Что еще нужно выяснить.
Модель отлично работает и на этом можно остановиться. Но Сатана шепчет, что все можно сделать проще. Дело в том, что измерение сложновато и долговато. А надо одним движением в течении секунды. Также нужно решать, что делать с "соплями". Поэтому я решил испытать схему отклонения спицы в двух а не в трех точках. В этом случае деформация датчика будет происходить по другому и надо проверить на калибровочном стенде правильность показаний весов. Если опыт удастся то отпадет много "лишних" деталей, конструкция упростится и упростится процесс измерения приблизившись вплотную к идеалу:"нажал и увидел".
Теперь про ноу-хау.
Если Вы хотите повторить мой тензометр то советую не спешить. При удачном результате опытов будет предложена другая более простая конструкция. В этой работе я бы советовал начать с калибровочного стенда. Имея под рукой этот прибор всегда можно контролировать процесс, он необходим для калибровки (а в процессе калибровки мы исключаем поперечное сопротивление спицы и дополнительное натяжение.) Тоесть о них можно забыть. На этом стенде можно калибровать любые тензометры любых конструкций. Высокая точность стенда выполняет главное требование метрологии: точность стенда должна превышать точность калибруемого прибора на порядок. Именно поэтому эти стенды с весами так дороги и нам не по карману. Там применяются образцовые весы.
Его можно собрать за полчаса. Никакой точности изготовления не требуется. Самое "страшное!" - это найти два телефонных капсюля с нужными параметрами. Это есть у телефонистов АТС и радиолюбителей.
Чертить чертежи мне лень поэтому я вскрою своего уродца и сделаю снимок типа взрыв-схемы с коментариями где что.
ОК?

_________________
Моя нанолабораторія.

у Смола была приспособа для калибровки: образцовый груз создавал натяжение спицы
тау что с точностью не вижу проблем


какие особые параметры требуются?


в настоящий момент начинка коробочки просто любопытна

в конечном итоге нужен удобный конструктив устройства
не представляю пока что, как это реализовать (

_________________
Мне пофиг, кто какие стенки из какого материала будет откладывать. (с)

Проблема в том где его взять этот "образцовый груз".
В метрологии "образцовый" означает "образец эталона". Эталон хранится в Государственной палате мер и весов.
В качестве эталона могут выступать "миллиметры ртутного столба" например. Это эталон действующий по законам природы.
Вот почему я здесь так распинаюсь за струнный генератор, он тоже действует по законам природы. Этот эталон нам доступен в отличие от хранящихся в палате мер и весов.
А кабы какая гиря говорит что весы работают, а на сколько врут не говорит потому, что она тоже врет. Во многих случаях мы смиряемся с этим. Взвешивать мешок картошки "образцовыми" весами с "образцовыми гирями" смешно.



Капсюль должен быть обязательно электромагнитным. Это можно определить отвинтив крышечку и сняв стальную мембрану. Она не приклеена а удерживается крышечкой. Под мембраной будут видны полюса магнита:

Электроакустический преобразователь электромагнитного типа включает в себя электромагнит, к которому подводится входной сигнал переменного тока, постоянный магнит и гибкую мембрану из ферромагнитного сплава, способную притягиваться под действием магнитного поля, создаваемого магнитами. Постоянный магнит нужен для того, чтобы поле было не переменным, а пульсирующим, так как в переменном поле при полуволнах различной полярности мембрана изгибалась бы в одну и ту же сторону.

ПРИМЕРЫ: ТА-4,ТА-56М,КЭД-2, ТК-67

У меня один ТА-56М 50 ом (его нужно подключать на выход колонки в гнездо "наушники") и один ТА-56М 1600 ом (его нужно включать в микрофонный вход звуковой карты) . Омы важны - при других может не работать. Важно правильно подключить капсюли, у них есть + и -
Один включается абы как.
Второй подбирается экспериментально переключением проводов подходящих к одному из капсюлей (к любому).

Фотик оказался разряженый в ноль. Сделаю завтра.

Я уже представляю. Правда надо заглянуть за угол - возможно там стоят грабли.

_________________
Моя нанолабораторія.

загонять струну на частоту резонанса конечно прикольно, но (имхо) необязательно
и ваще наушник "ТА ххх" не нужен

достаточно ударным молоточком ударить по струне, а микрофоном записать звук затухающих колебаний

после чего трек скормить аудиоредактору или спектралабу
где можно увидеть полный спектр колебаний (в т.ч. основную гармонику)

я этот способ на спицах колеса уже проверил )))

_________________
Мне пофиг, кто какие стенки из какого материала будет откладывать. (с)

Я так и делал. НО....
Микрофон ловит все. И песню любви попугая (100% идентична вою полицейской сирены ) и перфоратор соседа который норовит превратить стены в поролон.
Наушник "ТА ххх" своим магнитным полем улавливает только колебания спицы. Второй наушник "молча" раскачивает ее не давая колебаниям затухать.
Процесс прост: втыкаю штеккеры добавляю громкости и спица загудела. Сама. Запускаю свою прогу и вижу на экране все параметры: частота напряжение и проч. Иногда нужно проверить свою самоделку на разных напряжениях. И тогда поверочную спицу приходится настраивать несколько раз. Вот здесь эта возня с записью и спектром мне влом.
И еще я заметил у спектроскопов одни грабли. Для их работы используется преобразование Фурье. И результаты они выдают с большим шагом. Это связано с тем, что обычно они расчитаны на весь звуковой диаппазон от 0 до 22000 гц. Самый подробный мне попался с шагом 10 гц - это даст точность примерно 2,5 кг И все норовят показать на экране все 22000 гц! Ничего подробно не разглядишь.
А мой частотомер измеряет число полупериодов колебаний спицы в секунду (я таки вырвал эту секунду у винды!) значит точность 0,5 гц (120 - 130 грамм) и показывает это цифрой.
Все программные частотомеры которые находил в сети построены на принципе преобразования Фурье и тоже показывают рывками. Поэтому здесь ситуация как с лопатами: шахтеру нужна лопата с большим совком и короткой ручкой а солдату маленькая и крепкая.
Для наших целей интересен звуковой диаппазон от 0 до 500 гц, максимум, поскольку сильнее натянутых спиц наверное не бывает. Была мысль сотворить спектрограф на этот диаппазон. Но легче читается цифра чем кривая графика. глянул - и все ясно. Именно это побудило пойти таким путем. Наверное я слишком ленив.

_________________
Моя нанолабораторія.

Обещаная фотка "кишочков" механизма поперечного отклонения спицы

_________________
Моя нанолабораторія.