подкиньте мыслю как сделать электронные весы? - Страница 4

tempora · 14.03.2008, 15:21

Сообщение от NOPROBLEM

ИМХО неустойчивость системы определяется ... ее нелинейностью,...

Сообщение от nago

Ситема первого порядка, пусть самая нелинейная, например, релейная ...

Извините, что я не отвечаю, а спрашиваю, просто, я с института к ТАУ не возвращался ни разу (практически) так уж сложилось, но "предмет вашей ученой беседы настолько интересен, что...", захотелось вспомнить, что это за системы такие - первого порядка, но нелинейные? Откуда берется нелинейность, если в полиноме нет степеней выше первой?

Кажется, я и сам вспомнил, где собака порылась - порядок системы, этож разность порядков полиномов в числителе и знаменателе. Ну, тогда, канешна...

-- Прилагается рисунок: --

vouk · 14.03.2008, 15:36

С весами все сложнее, чем может показаться. И если вы захотите делать весы не для личного пльзоваия, то вам их ни в жисть не аттестуют. И правильно сделают.
В весах главное - не датчик, и не измерительная часть. Все это можно сделать достаточно точным на уровне радиолюбительских знаний. В весах главное - кинематическая схема. Довольно просто сделать весы, в которой измеряемый груз подвешивают. Тогда весь вес прикладывается в одной точке - точке подвеса. Ставь в этом месте датчик, и получишь точный вес. Но такими весами пользоваться очень неудобно. В быту и в торговле нужны весы у которых есть некоторая платформа, на которую можно помещать предметы разного размера и формы. Эта платформа должна перемещаться строго параллельно самой себе и с минимальным трением (от этого зависит чувствительность и точность). И показания весов не должны зависеть от того, в какую точку этой платформы помещен груз.
Схема, показанная выше работать не будет. Там подвижная часть ни на что не опирается. Как только вы станете ее к чему-то подвешивать, то получите массу проблем. Например, она будет "косить", если вес помещен не строго в геометрический центр. Или - заклинивать, или просто двигаться с недопустимым трением.
Поэтому даже простые механические торговые весы с чашками устроены довольно сложно и электроника здесь ничего не меняет.
Но могу предложить один трюк (я сам этого не делал, и не знаю, используется ли он где-нибудь. Наверное, да). Если взять три (минимум) датчика усилия (с ничтожно малым перемещением подвижной части) и поставить на них платформу, то сумма показаний этих датчиков должна быть равна весу объекта (с платформой, конечно

). Кинематической схемы как таковой нету, потому что ничего не перемещается. Должно работать, как думаете?

NOPROBLEM · 14.03.2008, 18:04

Цитата:

Если взять три (минимум) датчика усилия (с ничтожно малым перемещением подвижной части) и поставить на них платформу, то сумма показаний этих датчиков должна быть равна весу объекта (с платформой, конечно icon_lol.gif ). Кинематической схемы как таковой нету, потому что ничего не перемещается. Должно работать, как думаете?

Точно! Но только если нет боковых сил. Тоесть весы расположены строго горизонтально и ни что не смещает платформу вбок! Это потому, что при перекосе обычной пружины с тензорезисторами она на боковые нагрузки реагирует сильнее, чем на штатные.
В значительной мере это можно поправить, если применить три реактивные тяги в плоскости грузовой площадки. Это длинные легкие тяги с шарнирами на конце. В качестве шарнира для таких устройств ИМХО лучше всего подойдут плоские пружины. Если тяги делать из полосок стеклотекстолита, то их можно припаять, а другой конец пружины крепить винтиком.
Если на одном угле грузовой площадки закрепить две тяги, другие концы которых разнести на 90градусов и привернуть к основанию, то площадка сможет только подниматься/опускаться, нагибаться (это не опасно) и вращаться вокруг точки крепления тяг. Чтобы это исключить, соединяем дальний угол площадки третьей тягой с основанием по направлению возможного вращения относительно точки крепления двух первых. Вот теперь можно под эту площадку помещать пружины, смещать их ничего не будет!
Ну и чтобы совсем исключить влияние остатков боковых сил на пружины, их точки крепления к основанию и грузовой площадке надо сделать шарнирными и ли просто гибкими!

Spirya · 14.03.2008, 23:34

NOPROBLEM, не обижайтесь, но очень просто рассуждать сидя за компом. Прикинте какие затраты нужны на вашу конструкцию с учётом, что для того, чтобы это заработало как нужно (если заработает), то мало коленки и драчёвого напильника... А для начала, следует решить зачем нужны такие навороты. Обратите внимание, что любые весы (ну может окромя особливо специализированных) ОБЯЗАНЫ быть выставлены по горизонту, желательно на хорошем основании (чтоб не было вибрации) и ещё ряд других требований. Для особо точных весов требуется ещё стабильная температура и под вакуумный колпак.
Взвешивание - статическая операция, никакого движения.
Если вам так важно учитывать боковое смещение - ну поставьте датчик бокового смещения, разложите усилие по векторам и посчитайте. Правда, цена ещё 4х (можно 2х) сенсоров превысит цену пузырькового уровня. А, кстати, для расчётов вам ещё потребуется знать наклон вышей конструкции,так что можете встроить ещё схему клинометра.

NOPROBLEM · 15.03.2008, 00:46

Цитата:

Прикинте какие затраты нужны на вашу конструкцию с учётом, что для того, чтобы это заработало как нужно (если заработает), то мало коленки и драчёвого напильника

Конечно мало! Тут еще и голова нужна! А эту конструкцию, если не очень долго искать инструмент можно минут за 15 сделать. Без напильника можно и обойтись, нужны ножницы и дрель. А о точности этого решения свидетельствует то, что такую конструкцию не один десяток лет применяют для подвески головок в дисководах. Материалы там, правда, другие, но от них точность почти не зависит. Так что опасения совсем напрасны. Лучше попробуйте. Сами поразитесь какая простая, легкая и абсолютно надежная конструкция получится, к тому-же совсем без лювтов, что при ручном изготовлении очень не часто встретишь!

Цитата:

А для начала, следует решить зачем нужны такие навороты.

Я уже писал, но наверно непонятно, поэтому поясню подробнее. Чтобы на пружины не было боковых нагрузок, которые формируют сложные нагружения и порождают нелинейность измерений, их надо крепить к основанию и грузовой платформе шарнирно, или почти шарнирно. Иначе эти нагрузки появятся в момент затяжки винтиков, проверено! А при шарнирном креплении и с пузырьковым уровнем и под вакуумным колпаком вся конструкция все равно сложится как карточный домик. Вот чтобы этого избежать и надо закрепить ее тремя реактивными тягами. Это только написано сложно, потому, что подробно, а сама конструкция проста как грабли

serio · 15.03.2008, 00:50

Просвятите пожалста по существующим тензорезисторам: Встречаются ли в природе оные резисторы, работающие от сжатия?

Vasilij · 15.03.2008, 01:05

Ну вот тема и подошла к своему пику. Свои 5 копеек.

Весы это измерительный инструмент. Мерять соответствовать ГОСТу. НТД можно найти, типы УЖЕ придуманных датчиков www.scale.ru есть ещё много др ресурсов. Главное: повторяемость, стабильность показаний, независимость от внешних факторов и условий взвешивания(пожалуйста не утрируйте "в разумных пределах"), стабильность ошибки измерения. Ну вот в кратце и всё.

Как реализуют:
берут кусок железа придают ему форму при которой он (кусок) удобен для конструирования, ищут места наиболее деформируемые при нагрузке на этот кусок и клеят туда тензорезисторы. Всё объединяют в мост, добавляют резистор термокомпенсации и ПЛИЗ. Кстати операция наклеивания не так уж безобидна! Клеи при высыхании сжимаются, а это ....

Характеристики определяют на основании закона Гука для металлов, области линейных, пластических деформаций, текучесть... (вот вам и пружина)

Если не нужны боковые нагрузки, изменяют форму заготовки так, КАК надо. Благо SolidWorks работает хорошо.

Ну и далее сигнал возбуждения от 5 до 30в. Сигнал с выхода до 30мв при полной нагрузке и 10в возбуждения. ВСЁ.
Есть емкостные датчики, применяются в металлургии. Нелинейность сумашедшая, но главное НЕ СТАБИЛЬНАЯ (нелинейность). Но применяют. Жару хорошо держат без выпендронов. А точность...
Есть электромагнитные где с помощью рычагов магнита (природного) и электромагнита компенсируют вес образца на тарелки до состояния равновесия. Но это уже чудо техники. Посмотрите на сайте Сарториуса.

Вот собственно и весь спектр. Что можно придумать... Где то у Скандинавов было сообщение о водяных весах, но оно исчезло не успел посмотреть.

Скажу одно. На сегодня механические весы типа ВЛР ТОЧНЕЕ любой электроники. Да, процесс взвешивания долог. Но! Замена призмы обходится в 5-10% стоимости весов. Да и не летят они так сильно как тензодатчики. Замена тензодатчика это 40-50% стоимости.

Dextor · 15.03.2008, 01:35

А чё взвешивать собрался? Какой диапазон? Я так видел у датчан весы одни электронные, на которых взвешивали модуль от нефтяной платформы весом в 2000 тонн!!!

Don_Ambrosio · 15.03.2008, 01:37

Сообщение от igel_izh2126

подкиньте мыслю как сделать электронные весы?

Может лучше и проще купить?

serio · 15.03.2008, 01:45

В моем случае необходимо измерить усилие выдергивания шпильки из корпуса порядка 300 кг при практически нулевом взаимном перемещении деталей.
Например относительное удлинение шпильки 0,135 мм/м.

Находил в нэте материалы, по которым тензорезисторы(а может всё таки датчики) затягивались под гайку. Отсюда вопрос о их существовании...

Скорее даже так: не обязательно знать абсолютную величину - необходимо засечь момент максимального усилия или прекращения нарастания усилия.
Сигнал с датчика на операционный усилитель или АЦП, чтобы на выходе была единица при прекращении нарастания усилия в узле.