Adxl335

bobic · 05.11.2016, 21:09

Строю балансировочный станок для роторов до килограмма, в качестве датчика вибрации планирую использовать Adxl335, кто юзал зверка поделитесь опытом

GarryZZ · 05.11.2016, 23:06

Нечто подобное (для подобных целей) собирал с применением этого модуля. основное отличие - диапазон ускорений переключаемый 1.5/6 G.
Основные моменты -
Питание должно быть чистым, желательно 3.3В.
Емкости на выходе - а лучше полноценные активные фильтры на ОУ - подбирать в зависимости от состояния подшипников, так как рокот от разбитых подшипников вполне может забить сигнал разбаланса. если уровень шума от подшипников высокий - сначала привести в порядок это дело, потом только балансировать. частота в несколько раз выше частоты оборотов двигателя.
В случае сильного дисбаланса 3G может не хватить - сигнал на выходах будет ограничиваться. В моем применении даже переключение на диапазон 6G иногда не спасало от искажения формы сигнала.
Датчик положения ротора обязательно должен обеспечивать точную привязку начала измерения.
Желательно начать внедрение датчика с наблюдения за формой выходного сигнала с акселерометра на осциллографе с возможностью установки световой метки на луче/лучах по отдельному каналу(каналу Z).
В зависимости от конструкции двигателя - будьте готовы к тому, что дисбаланс будет не только поперечный но и продольный. Где и как размещать датчик(и) - смотрите сами.

bobic · 06.11.2016, 20:19

Сообщение от GarryZZ

Нечто подобное (для подобных целей) собирал с применением этого модуля. основное отличие - диапазон ускорений переключаемый 1.5/6 G.
Основные моменты -
Питание должно быть чистым, желательно 3.3В.
Емкости на выходе - а лучше полноценные активные фильтры на ОУ - подбирать в зависимости от состояния подшипников, так как рокот от разбитых подшипников вполне может забить сигнал разбаланса. если уровень шума от подшипников высокий - сначала привести в порядок это дело, потом только балансировать. частота в несколько раз выше частоты оборотов двигателя.
В случае сильного дисбаланса 3G может не хватить - сигнал на выходах будет ограничиваться. В моем применении даже переключение на диапазон 6G иногда не спасало от искажения формы сигнала.
Датчик положения ротора обязательно должен обеспечивать точную привязку начала измерения.
Желательно начать внедрение датчика с наблюдения за формой выходного сигнала с акселерометра на осциллографе с возможностью установки световой метки на луче/лучах по отдельному каналу(каналу Z).
В зависимости от конструкции двигателя - будьте готовы к тому, что дисбаланс будет не только поперечный но и продольный. Где и как размещать датчик(и) - смотрите сами.

Подшипники действительно гремят как кони, новые в том числе, это еще не вся проблема, акселерометр условно висит в пространстве, фиксирует не только изменения качели, но и реагирует на колебание всей “арбы”
задача увеличить разницу в реакции, как реагирует критическая масса датчика на присутствие магнита?

akegor · 07.11.2016, 00:38

bobic, если можно выделить полосовым фильтром нужные колебания, то цифровой фильтр вам в помощь.
Есть опыт выделения полезного сигнала из мешанины, когда помеха в двадцать раз превышает сигнал. Форма сигнала, конечно, страдает, но мне надо было выделять цифровой сигнал, потому о форме не заботился.

bobic · 07.11.2016, 09:21

Сообщение от akegor

bobic, если можно выделить полосовым фильтром нужные колебания, то цифровой фильтр вам в помощь.
Есть опыт выделения полезного сигнала из мешанины, когда помеха в двадцать раз превышает сигнал. Форма сигнала, конечно, страдает, но мне надо было выделять цифровой сигнал, потому о форме не заботился.

Сложное, сложенное из простого, источником колебаний как качели так и “арбы” является ротор, по факту прыгает это все синхронно, требуется максимально простое решение, форма сигнала первична, дает больше информации состояния железки

akegor · 07.11.2016, 10:00

КМК, чистый сигнал - синусоида с частотой, кратной или равной частоте вращения.
Чтобы арба не скакала, анкерами ее к хорошему фундаменту. Дребезг должен, по идее, далеко отстоять от основной частоты. А основную частоту можно выделять узкополосным фильтром с огромным затуханием всего лишнего.
Как пример, параметры фильтра: полоса от 19 до 21 Гц, подавление от 18-ти вниз, от 22-ти вверх - 80дб, длина фильтра примерно 1500 отсчетов.

GarryZZ · 07.11.2016, 10:01

Сообщение от bobic

задача увеличить разницу в реакции, как реагирует критическая масса датчика на присутствие магнита?

В смысле - влияние сильных магнитных полей на состояние активных элементов акселерометра? Если не сильно разгоняться то вроде бы никак. Или в подвесе ниобиевые магниты както используются?
Собственно вопрос - а что относительно чего будет балансироваться?
В том смысле что ротор в процессе эксплуатации будет вращаться - а как на стенде на него передается усилие вращения? И скорость вращения ротора на стенде будет определять основную частоту сигнала разбаланса. Все что ниже и выше можно обрезать полосовыми фильтрами. А если я правильно понял - опора будет свободно скользить по основанию вплоть до момента пока не упрется в ограничитель. Или не будет? Тогда уж лучше вообще устранить силу тяжести и поставить ротор вертикально, закрепив концы вала в тот же ласточкин хвост, но подвесив его на четырех пружинах.
То есть - ванна с густым маслом, в которой расположено нижнее крепление (на герметичном поплавке с нулевой плавучестью. Под концом вала шарик в качестве опоры. На том же поплавке один из акселерометров. Крепления выполнить в виде двух вилок, стягиваемых пружинами. На верхнем креплении второй датчик. Оба крепления зафиксировать в вретикальном положении четырьмя пружинными растяжками. А вращение на ротор передавать через пару промежуточных роликов из мягкой резины или чего то подобного. Маркер нулевого положения ротора можно получить оптическим путем.

bobic · 07.11.2016, 12:18

Сообщение от akegor

КМК, чистый сигнал - синусоида с частотой, кратной или равной частоте вращения.
Чтобы арба не скакала, анкерами ее к хорошему фундаменту. Дребезг должен, по идее, далеко отстоять от основной частоты. А основную частоту можно выделять узкополосным фильтром с огромным затуханием всего лишнего.
Как пример, параметры фильтра: полоса от 19 до 21 Гц, подавление от 18-ти вниз, от 22-ти вверх - 80дб, длина фильтра примерно 1500 отсчетов.

Я бы прикрутил к фундаменту, и арбу создал бы тяжёлую, инерция арбы сняла бы вопрос, площадь мастерской не позволяют роскошь, к тому же роторы разного исполнения, следовательно, частота вращения величина не постоянная, планируется управление оборотами, интерес до резонанса и после резонанса

bobic · 07.11.2016, 12:19

Сообщение от GarryZZ

В смысле - влияние сильных магнитных полей на состояние активных элементов акселерометра? Если не сильно разгоняться то вроде бы никак. Или в подвесе ниобиевые магниты както используются?
Собственно вопрос - а что относительно чего будет балансироваться?
В том смысле что ротор в процессе эксплуатации будет вращаться - а как на стенде на него передается усилие вращения? И скорость вращения ротора на стенде будет определять основную частоту сигнала разбаланса. Все что ниже и выше можно обрезать полосовыми фильтрами. А если я правильно понял - опора будет свободно скользить по основанию вплоть до момента пока не упрется в ограничитель. Или не будет? Тогда уж лучше вообще устранить силу тяжести и поставить ротор вертикально, закрепив концы вала в тот же ласточкин хвост, но подвесив его на четырех пружинах.
То есть - ванна с густым маслом, в которой расположено нижнее крепление (на герметичном поплавке с нулевой плавучестью. Под концом вала шарик в качестве опоры. На том же поплавке один из акселерометров. Крепления выполнить в виде двух вилок, стягиваемых пружинами. На верхнем креплении второй датчик. Оба крепления зафиксировать в вретикальном положении четырьмя пружинными растяжками. А вращение на ротор передавать через пару промежуточных роликов из мягкой резины или чего то подобного. Маркер нулевого положения ротора можно получить оптическим путем.

Собственно если магнит оказывает влияние на критическую массу датчика, то мы получаем условно точку опоры – арба прыгает с магнитом, задача сокращается до lm358 + lm311 крутилки, стрелки, и маркировки на роторе, если нет, буду искать другое решение

GarryZZ · 07.11.2016, 20:15

MEMS - у всех производителей так или иначе реализованы эти идеи. С коего боку тут магнитное поле? Не путаете с датчиком Холла?
Опять же. 335 выдает аналоговый сигнал, который легко визуализируется осциллосокопом. На канал Z завести сигнал с оптопары. Как прилепить оптопару с открытым каналом или вообще какой то датчик, работающий на отраженку разберетесь. Получите условно синус, по которому будет ползать световая метка начала отсчета. по положению пика синуса относительно метки - определите куда дергает ротор. лепите грузы. смотрите. когда выработаете методу - упрощайте до минимума