< Serge77 - Моя ракетная мастерская >

ДАТЧИК ТЯГИ НА ОСНОВЕ ПЕРЕМЕННОГО КОНДЕНСАТОРА

Первые пробы.

ВАРИАНТ N 1.

Устройство: две пластины из нержавейки размером 65х160 мм и толщиной 1.02 мм положены друг на друга с зазором 1.76 мм, образованным двумя деревянными палочками под короткими сторонами пластин. Ёмкость 59 пФ. Конденсатор помещался на бытовые весы (точность 1 г), в центр пластины ставилась резиновая пробка, на неё помещался груз. Ёмкость измерялась прибором M890G, точность измерения 1 пФ.

Вид установки:

Влияние внешних факторов на ёмкость конденсатора.

Поднесение руки на расстояние 2-3 мм повышает ёмкость на 1-3 пФ, тот же эффект при поднесении металлического предмета, если его держать рукой. Если предмет подвешен на нитке, то изменение ёмкости не поисходит. Прикосновение рукой к одной пластине повышает ёмкость на 5-10 пФ, к обеим пластинам – на 1000-1500 пФ. Продувание выдыхаемого воздуха между пластинами не вызывало изменение ёмкости, даже если пластины запотевали (!!!). Таким образом, датчик нечувствителен к колебаниям влажности и температуры в разумных пределах.

Калибровка.

Пластины нагружались до максимального веса, при котором они ещё не касались друг друга. Датчик показал хорошую воспроизводимость результатов, при многократном нагружении показания совпадали. Преднамеренное нарушение центровки груза в разумных пределах вызывало изменение ёмкости в пределах 1-2 пФ.

Данные калибровки:

Таким образом, частота генератора, построенного на таком датчике-конденсаторе, будет прямо пропорциональна тяге двигателя на всём интервале изменения ёмкости датчика, практически вплоть до касания пластин. Что не может не радовать ;^))

9.03.2003

ВАРИАНТ N 2.

Отличается от первого тем, что соединение пластин жёсткое, между краями вклеены полоски пластмассы шириной 5 мм и толщиной 0.80 мм. Склеил “Супер-моментом” (циакрин), выдержал под грузом 10 часов. При первых нескольких нажатиях на центр пластин слышалось лёгкое потрескивание, видимо клеевой шов подвергается сильным деформациям. В ходе эксперимента воспроизводимость не нарушалась, однако при длительной эксплуатации при сильных нагрузках надёжность клеевого соединения вызывает опасения.

Данные калибровки:

Если исключить последние три точки, где пластины уже почти касаются друг друга, сохраняется линейность зависимости масса-обратная ёмкость:

ВАРИАНТ N 3.

Отличается от второго тем, что между пластинами проложена лавсановая плёнка толщиной 0.12 мм. Это немного повышает ёмкость и исключает возможное закорачивание конденсатора при перегрузке.

Данные калибровки:

Видно, что при нагрузке выше 700 г происходит прижим пластин к прокладке. До этого момента линейность сохраняется:

Таким образом, линейность сохраняется как при шарнирном, так и при жёстком креплении пластин.

Однако вопрос о выборе метода крепления и материала прокладок остаётся открытым, потому что в датчике, рассчитанном на 100 кг, возможно быстрое истирание или деформация прокладки или разрушение клеевого шва.

11.03.2003

КАЛИБРОВКА ДАТЧИКА С ГЕНЕРАТОРОМ

Генератор изготовлен по схеме, которую предложил Timochka:

Здесь С - это датчик-переменный конденсатор, R1=5.6 КОм, R2 я установил переменный на 1.2 МОм, питание 9В. Схема собрана на "макетной плате" собственного производства: в кусочке ламинированного пола просверлены отверстия, в них вставлялись выводы деталей и проводники, каждый узел уплотнялся булавкой или гвоздиком:

Как видно, монтаж весьма свободный, некоторые провода длинные, но генератор запустился сразу, каких-либо признаков нестабильности я не заметил. Влияние внешних факторов на частоту точно такое же, как и на ёмкость самого датчика.

Частота генератора измерялась прибором M890G, шкала 20 кГц, точность измерения 10 Гц. Калибровка производилась при двух начальных частотах генератора - 3.80 кГц и 19.43 кГц, которые задавались изменением сопротивления переменного резистора R2. Использовался датчик N 3 с лавсановой прокладкой. На графиках исключены последние три точки, они соответствуют нагрузкам, при которых происходит касание пластин.

Таким образом, надежды на линейную зависимость нагрузка-частота полностью оправдались.

16.03.2003 Serge77