Измерение малых перемещений металлического штока.

khach

LVDT подходит по точности, но не успеет- обычно частоты возбуждения 15-40 КГц. Разве что цифровой обработкой сигнала можно как то успеть в динамике. Дифференциальный конденсатор не потянет по линейному перемещению 2 мм зазор обкладки уже плохо чувствуют. Но рабочая частота 5-10 мгц, по скорости успеет. Если есть возможность найти или выточить конденсатор в виде коаксиальных структур и насадить на шток две половинки дифференциально- то все получится. Конструкция типа такой, но в конденсаторе подвижная обкладка по винту двигается

Реклама

Ivanoff-iv

LVDT - похоже единственно правильный вариант, только накачивать его надо синхронно с измерением (а не как это обычно делается - чем-то усредняющим, типа детектора) тогда точно успеет.

емкостной зависит от среды, да и измерение емкости тоже занимает время...

Реклама

AlexS4

а в чем проблема сделать lvdt на 1+MHz скажем?? чтоб снизить влияние скорости lpf.
или вы именно сам подвижный стальной кончик хотите в качестве сердечника? но тогда дифференциальнось будет трудно придумать

.

Ivanoff-iv

Сейчас специально провел исследования с LVDT (правда он у меня 200мм длиной и катушки гальванически не разделены) до 50 кГц (а если смотреть оба полупериода то это до 100к замеров в секунду) вполне сносно... (дальше переходные процессы не успевают устаканиться... но я проверял на заводскм приборе, с железным сердечником и длинными проводами)
на маленьком может и ещё быстрее получится...
проверял осциллографом и генератором меандра.

Добавлено after 1 minute 32 seconds:
а если сделать по типу перестраиваемой катушки - с ферритовым стержнем, то наверно и за мегагерц можно будет уйти... только успевай выход измерять!

Добавлено after 7 minutes 4 seconds:
Нашел другой, покороче (тоже заводского исполнения, 100 мм) в него и 150 кГц заходит...

Добавлено after 49 minutes 31 second:
Кстати... ещё есть вихретоковые датчики... какраз для измерения малых перемещений металлических деталей... например виброперемещений...

Спойлер

Реклама

vlasovzloy

Вихретоковый интересная вещь, я бы почитал поподробнее если скинешь инфу

Реклама

AlexS4

vlasovzloy, вродеж все просто, меняется индуктивная связь с короткозамкнутой обмоткой.
но мне попрежнему кажется что сама частота интереснее чем скажем ток потребления каскада накачиваемого для фуко-метода.
так мы удаляем adc и всякие проблеы с помехпми/шумами в аналоговом канале.

Реклама

АлександрЛ

Если вдруг захочется поковыряться с LVDT, то, для обработки сигнала такого датчика, у аналоговых девиц, есть специальные микросхемы - "LVDT Signal
Conditioner"- AD598 и AD698-
https://static.chipdip.ru/lib/301/DOC000301493.pdf
https://pdf1.alldatasheetru.com/datashe ... AD598.html
Конечно, скорее всего, они вас не устроят- у них

The 20 Hz to 20 kHz LVDT excitation frequency is deter-
mined by a single external capacitor. The AD598 input sig-
nal need not be synchronous with the LVDT primary drive.
This means that an external primary excitation, such as the
400 Hz power mains in aircraft, can be used.

перевод:

Частота возбуждения LVDT от 20 Гц до 20 кГц определяется
добывается одним внешним конденсатором. Входной сигнал AD598
не обязательно должен быть синхронным с первичным приводом LVDT.

vlasovzloy

А если по типу индуктивно вихревого но смотреть не смгналы а ток потребления генератора контролировать?

Ivanoff-iv

вихретоковый:
собирается колебательный контур, катушка накачивается до определенного тока, затем источник отключается и оценивается напряжение, до которого заряжается конденсатор контура, затем измерение повторяется.
в зависимости от добротности контура это напряжение будет разным.

Добавлено after 3 minutes 22 seconds:
есть методы и с подачей нескольких частот и прочие методы, уменьшающие влияние мешающих измерению факторов (ТКЕ проводов, ТКС кабеля и т.д.) но всё зависит от возможностей и потребностей спрашивающего, я ориентируюсь на радиолюбителя...

khach

LVDT на высоких частотах возбуждения начинают тянуть фазу, из за этого детектор обычный сходит с ума, поэтому я и говорил что надо цифровую обработку применять, тогда еще что то вытянуть получится. Как раз из за вихревых токов и индуктивности обмоток LVTD и ограничены по скорости. Емкостные сверху воообще не ограничены- 1 мгц или 5 это для удобства, а можно и на ГГц разогнать с коаксиальным резонатором. Детектор там два смесителя в квадратуре, потом АЦП. Но можно и гетеродинный делать- перенос несущей на ультразвук и прямая оцифровка снова с цифрвой обработкой. Но э то обычно делалось если надо было не просто перемещение, а например спектр вибраций собрать- при переносе на нулевую частоту спектр вибраций зеркалился относительно нуля и это усложняло обработку.
Только емкостные самоделки калибровать надо - ставили китайский цифровик микронный, медленно проходили диапазон и фиксировали цифровику штангу чтобы потом не мешала на быстрых проходах. А цифровик по плиткам калибровали, а то китайцы они затейники. По интерферометру тоже можно калибровать, но нужен лазер со стабилизацией частоты, а он всех денег стоит.

Ivanoff-iv

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4440598#p4440598"]LVDT на высоких частотах возбуждения начинают тянуть фазу, из за этого детектор обычный сходит с ума, поэтому я и говорил что надо цифровую обработку применять[/uquote] согласен, наблюдая осциллограммы тоже пришел к выводу, что если нужен частый замер, то оцифровывать нужно непосредственно перед переключением накачивающей катушки.

Либо надо переходить на ферромагнетики в конструкции как неподвижной части, так и якоря

Добавлено after 43 seconds:
а так... практически любые самоделки калибровать надо...

khach

Если самому делать то еще можно мотать квази-LVDT без обмотки возбужения - две поуобмотки включены в мост, внутри подвижный сердечник. Мост запитан ВЧ, сигнал с диагонали, вторая половина моста- обычные резисторы. Так поляки и немцы делали датчики линейного перемещения с точностью лучше микрона. Меньше обмоток- проще и надежнее конструкция датчика.

Mickle

khach писал(а):Так поляки и немцы делали датчики линейного перемещения с точностью лучше микрона.

Так ещё с ламповых времён в советском союзе делали датчики профилометров, кругломеров, установок для поверки КМД Микрон-01,-02,-04 и пр.

Aladdin

[uquote="Siegurd",url="/forum/viewtopic.php?p=4439707#p4439707"]Тут хотелось бы готовый измерительный инструмент.
Возможно кто-то сталкивался с подобной задачей?[/uquote]

Можно купить цифровой пластиковый штангенциркуль в фиксприйсе за 250 руб и его как-нибудь приспособить для измерений.

Их даже к компьютеру умельцы подключают. Видел видео на ютубе….

khach

[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=4441004#p4441004"]

khach писал(а):Так поляки и немцы делали датчики линейного перемещения с точностью лучше микрона.

Так ещё с ламповых времён в советском союзе делали датчики профилометров, кругломеров, установок для поверки КМД Микрон-01,-02,-04 и пр.[/uquote]
Наши вроде мотали обычный LVDT c обмоткой возбуждения, т.е было 6 или 5 выводов. А тут 3 вывода всего.

Кстати, если мотать LVDT c большой рабочей дистанцией, там обмотки надо переменного шага делать. Тут на форме в соседних разделах вроде моталки были самодельные. Можно ли их запрограммировать на переменный шаг?

asvhmao

Aladdin писал(а):Можно купить цифровой пластиковый штангенциркуль в фиксприйсе за 250 руб и его как-нибудь приспособить для измерений.

Там скорость передачи информации низкая, если не ошибаюсь три пакета в секунду. Ежели только выдрать кляксу и к линейкам свою схематехнику прилепить.

Mickle

khach писал(а):Наши вроде мотали обычный LVDT c обмоткой возбуждения, т.е было 6 или 5 выводов. А тут 3 вывода всего.

Все советские - 2-х обмоточные, производства нашего ярославского Машприбора. До моста дополнялись резисторами С2-29В в штатной распредкоробке на кабеле. В послеперестроечные времена дошло до того, что вместо показывающего прибора (Микрон) к датчику стали прикладывать звуковую карту и персоналку. Так у меня и живёт до сих пор такой гибрид в установке для измерения контактной жёсткости.

AlexS4

а в чем преимущество LVDT c обмоткой накачки? я чтото сходу не могу придумать

и еще я бы мост повернул на 90градусов чтоб средний отвод катушки сидел на земле (генератора) .

Siegurd

Спасибо всем откликнувшимся! Пока останавливаюсь на https://www.keyence.eu/products/sensor/ ... s/ex-110v/