Перемещение соленоида

[sds_kazus]

Добрый день!
Похожая задача сейчас в начальной стадии ее реализации.
Hardware (первый, пока не проверенный "в железе" вариант) наработан,
но я еще не знаком с материалами, описывающих физические процессы перемещения сердечника в связке с протекающим током в
соленоиде, которые представлены на Вашей картинке, для реализации математики управления с обратной связью по току соленоида.
Не можете поделиться источником на основании которого Вы сделали картинку в первом посте?

[kpv65]

Ironium, извинения приняты, возможно я и сам ошибаюсь в такой идее диагностики соленоидов. Но чувствую, что что-то такое очень как нужно!

В разработке этого устройства мне помогает очень хороший мой знакомый, тоже электронщик. Кстати, это он посоветовал обратиться с подобным вопросом на форум.

Расскажу что проделано:

В автомобильной электронике для перемещения соленоидов используется ШИМ(широтно-импульсная модуляция). В принципе для соленоида без разницы, что его двигает ШИМ или плавно изменяемое постоянное напряжение. ШИМ там используется потому, что его получить от проца легче чем городить ацп, но суть- одна через клапан течёт постоянная составляющая, которая его собственно и двигает.

Самый главный вопрос – что мерить, что сильнее всего меняется при перемещении соленоида: ток, индуктивность, ёмкость или что-то ёщё?

Поэтому сначала попытались сделать измеритель изменения индуктивности соленоида при его перемещении плавно изменяемым постоянным напряжением. Но из этого ничего не получилось по следующей причине:
Индуктивность клапана меняется от двух величин:
1.перемещение сердечника и
2.изменение магнитной проницаемости сердечника, от магнитного поля, которое создается постоянным током.
Так вот вторая причина гораздо больше влияет на индуктивность чем первая, и как отследить маленькое изменение индуктивности от перемещения сердечника на фоне большого от намагничивания сердечника я не знаю.

Затем решили посмотреть зависимость тока соленоида от плавности перемещения.
Собрали генератор напряжения пилы и стали экспериментировать с соленоидами.
То, что увидели – на приложенном рисунке. Всплески тока – это остановка и начало движения соленоида.

-- Прилагается рисунок: --

[kpv65]

Соленоид равномерно перемещается и останавливается.

На следующей осциллограмме соленоид останавливается с заеданием, но начинает перемещаться равномерно:

-- Прилагается рисунок: --

[kpv65]

Видно, где соленоид останавливается или начинает движение, но как такие картинки преобразовать в наглядное перемещение соленоида я не знаю.

[kpv65]

...Не можете поделиться источником на основании которого Вы сделали картинку в первом посте?

Картинку я сделал на основании своих мыслей.
Готов ими делиться и сотрудничать, если Вы решаете похожую задачу.

[Eats]

Что это – трудная задача или нет хороших специалистов?

Это недостаток информации. Я, например, никогда не занимался автодиагностикой, и мне слова DATA STREAM и TEST ACTUATOR ни о чём не говорят. Но задача отслеживания положения якоря электромагнита существует и в других отраслях, и везде её как-то решают. А вот как именно — это в каждом конкретном случае зависит от условий, не все из которых в Вашем случае ясны. Поскольку я никогда не сталкивался с этой задачей в автомобиле, то я понятия не имею ни о быстродействии тамошних электромагнитов (как механическом, так и электромагнитном), ни о частоте ШИМа, ни о критериях выбора и регулирования скважности этого ШИМа, а без знания всего этого (и не только этого) нечего и браться за решение. Опять же, насколько сильно изменяется в автоклапанах магнитная проницаемость ярма: до насыщения или до максимума или до какой другой точки? Тоже мне не известно.
В общем-то, общий случай здесь уже предложили: подавать в паузах тестовый сигнал и по нему отслеживать то, что надо. Есть и частный случай: в качестве тестового сигнала использовать тот самый ШИМ, который всё равно и так уже есть. Но для принятия решения, подпадает ли этот частный случай под Ваши условия, надо знать эти условия. Неспецы по авто этих условий не знают. А спецы вряд ли помогут: это же их хлеб!

[victorqop]

Здравствуйте!
Мне кажется, проще поставить счетчик колличества срабатываний ( электро- гидро?) клапана, и после израсходоавния ресурса - давать сигнал о необходимой замене.

[kpv65]

… задача отслеживания положения якоря электромагнита существует и в других отраслях, и везде её как-то решают.

Да. Здесь Вы абсолютно правы. Для решения этой задачи вовсе не нужно быть специалистом в автомобильной диагностике. Я даже хотел поместить тему в раздел «Электроника производственного оборудования», но модераторы посчитали нужным поместить тему здесь.
Для решения подобной задачи необходимо быть хорошим физиком, знать тонкости работы электромагнитного поля. Сюда бы знаменитого Теслу, уж он то в этом деле был спец!

…В общем-то, общий случай здесь уже предложили: подавать в паузах тестовый сигнал и по нему отслеживать то, что надо…

Вот именно для этого я и создал эту тему, чтобы узнать, что же за тестовый сигнал подать и что именно надо отслеживать.

Это недостаток информации. … зависит от условий, не все из которых в Вашем случае ясны.

Готов предоставить любую посильную мне информацию, сделать необходимые измерения и эксперименты. Мне это даже просто любопытно и интересно, как узнать что-то новое в этой жизни.

[kpv65]

… поставить счетчик колличества срабатываний ( электро- гидро?) клапана, и после израсходоавния ресурса - давать сигнал о необходимой замене.

Ресурс определить невозможно.
Счетчик придется ставить на заводе изготовителе и при пересчёте учитывать: качество масла, период его замены, стиль езды водителя, дорожные и температурные условия эксплуатации, проделанные ремонтные работы и т.д. и т.п.
Нет, это не реально.

[Ironium]

Определение ресурса по количеству срабатываний, времени наработки - это устаревший подход, автопроизводители, авиапроизводители применяют сейчас метод продления ресурса по состоянию, для этого требуется очень эффективная диагностика.
Уважаемый kpv65 давно перешагнул уровень стандартной автодиагностики, я согласен с ним о необходимости данной темы, с одной оговоркой - это нужно только настоящим профи, в большинстве автосервисов в лучшем случае умееют работать по программе диагностики от производителя.

На частоты ШИМ, схемотехнику выходного каскада, нет каких-либо стандартов, придется использовать свой генератор. К тому же, время открытия соленоида зависит от напряжения бортовой сети, в авто применяется коррекция скважности в зависимости от напряжения. Поэтому, пока можно не задумыватся параметрах сигнала управления со штатной автоэлектроники, и сосредоточится на своем генераторе.

На осцилограмме два графика, напряжение и ток, добавим третий: I-U , и получим фактически прямой график, где останется только информация о перещении сердечника ?

Изменяя напряжение, подаваемое на соленоид, изменится и время открытия, сравнивая с образцовыми графиками, можно диагностировать состояние механики.

Подавать на клапан ВЧ ток через резистор, измеряя амплитуду ВЧ на клапане, узнаем ... Что узнаем?