Привет всем!

Имеется металлическая деталь – Рис. 1 – состоит из двух дюралюминиевых цилиндров, между которыми впрессован стальной стержень. Мне дали задание –

Придумать, каким образом организовать колебания этой детали в магнитном поле.
Разогнать до частоты f.
Отключить магнитное поле.
Потом определить декремент затухания.

Необходимая частота колебаний: f= 400…600 Гц.

Магнитопровод, который будет состоять из набора пластин, должен подходить каким-то образом к стальному стержню (диаметр стержня около 2 мм), чтобы через него проходили линии магнитного поля. Генератор, катушки, усилитель мощности и все такое…

Даже не знаю, с чего и начать…

Может быть, дорогие участники форума подскажут какие-то идеи?

(Не судите строго, я сама - программист, в электронике разбираюсь очень слабо, но вот, при отсутствии пока работы по программированию, подкинули такую вот задачку.
Опять же, не соглашусь взяться за работу – и неизвестно, какие потом будут последствия.)

Заранее благодарна!

А как эта деталька крепится, к чему крепится, где верх, где низ? Какие должны быть колебания?
Собственные в системе два груза и стержень-пружинка? Или вся сборка как целое должна колебаться?

Верх и низ на этапе измерения - не важны.
Колебания должны быть в плоскости, перпендикулярной стальному стержню.
Цилиндры и стержень - это единое целое - стержень впрессован прочно.

А каким образом эта задача соотносится к разработке интегральных микросхем? Надо бы подыскать более подходящее место для такого вопроса.

Ну да, я уже поняла, что промахнулась разделом
А куда лучше разместить? Может быть, в раздел "В помощь начинающему"?

(или модераторы определят?)

___

Совсем забыла написать, что крепится деталь жестко за нижний цилиндр, вроде бы, цанговым зажимом.
Амплитуда колебаний - малая величина (в сравнении с размерами детали).

Сообщение отредактировал bagira_ - Apr 27 2007, 20:48

Для начала, поставьте рак... э-э... в неудобное положение начальство, задав вопрос, какого вида колебания нужны: продольного или поперечного? Вам явно нужны поперечные колебания. Но чем больше туману, тем более Вас будут ценить.
Багира, а Вы, часом, не в макеевской фирме работаете? Струнные акселерометры там научились делать ещё лет 25-30 назад.
Если так, то я - Ваш (безотносительно личных симпатий). Только условий задачи маловато будет...
Скажите, а можно ли пропустить импульс тока через стержень? Этот вопрос начальству также должен понравиться...

Багира, не воспринимайте всерьёз высказывания некоторых личностей.
Они не могут отличить колебаний "туда-сюда" от "сюда-туда".

no comments...

http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...st&p=227640

Я утверждаю, что если там дёргать "сюда-туда", Танин ответ будет абсолютно неверен.
Впрочем, меня уже давно интересует именно её мнение по данному вопросу.

Постановка задачи действительно некорректная. Или - не полная.
Прежде всего, не сказано ни слова о материале стержня. Без этого все разговоры о конечной фазе эксперимента бессмысленны. Декремент затуханий будет зависить исключительно от упругих свойств подвеса (стержня). Кроме того, от этого же будут зависить и требования к устройству "раскачки".
На вскидку (исходя из материалов, приведенного рисунка и единственного размера на нем), масса верхней части гантели будет порядка 1-2 граммов, а частоты собственных резонансов выше частот раскачки.
С учетом того, что нижняя часть гантели предназначена для жесткого крепления (цанговый зажим), гантель вырождается в элементарный маятник, и тогда его декремент затуханий - расчетная величина.
Хотя раскачать его даже до "малых" (каких?) амплитуд на таких частотах будет пожалуй не просто.

Как предложение:
Если несколько изменить конструкцию гантели - пропустить стержень насквозь нижнего цилиндра - то нижний конец стержня можно будет "включить" в магнитопровод системы возбуждения, допустим Ш-образный, где стержень будет выступать в роли средней части магнитопровода. Это существенно снизит магнитные потери в системе. Тогда на крайних штырях магнитопровода размещаются катушки возбуждения, а зазор между открытой верхней частью стержня гантели и вержними частями боковых стержней магнитопровода сделать минимальным (несколько десятых долей мм).
Конечно, можно поизголяться, и реализовать такой же магнитопровод без изменения гантели, но учитывая длину стержня (15 мм) это будет конструктивно гораздо сложнее.

Поскольку разгонять надо на резонансной частоте, ее сначала надо узнать. Если разгонять на произвольной частоте, декремент затухания не померить. Если задача состоит в том, чтобы узнать резонансную частоту и добротность такой штуки, надо возбуждать ее ударом по основанию, например электромагнитом с сердечником на пружинке, на который подается короткий импульс, а измерять амплитуду вибраций - по отклонению луча света, отраженного от верхней алюминиевой части, с помощью двухсегментного диода. Тогда по одному удару можно будет померить оба параметра. Если снимать колебания с помощью катушки, она будет вносиь искажения в параметры колебаний. Поскольку абсолютные значения амплитуды не важны для данной задачи такой метод наиболее просто реализуем.

Так получается, что нижний цилиндр неподвижен, раз он жестко закреплен?
Тогда, может быть, проще возбудить собственные колебания за счет индукционных токов в верхнем алюминиевом цилиндре - сбоку катушку поставить. Может и одного импульса хватит... Электромагнитную пушку видела. Разгоняет фольгу до скорости в несколько километров в секунду.

Проблема в том, что если качать катушкой - она сильно сгубит добротность системы. Ее же не уберешь от образца после импульса. Да, еще добротность будет сильно зависить от давления воздуха - это надо учитывать ?

Тут еще мода колебаний может (и будет) меняться, поэтому детектирование лучше по двум осям тогда.
А как обесточенная разомкнутая катушка может повлиять на колебания, мне непонятно.

Незакорроченная катушка тоже сильно сгубит добротность?

Можно предположить, что именно параметры воздуха или иной среды и пытаются измерить таким образом.

Для начала я бы попытался просчитать на бумаге, какая будет резонансная частота и жесткость системы. Огриничиться одной модой колебаний. Исходя из этого можно оценивать амплитуду колебаний и возникающие силы. Ну а дальше думать, чем эти силы можно создать на требуемой частоте, и чем промерить амплитуду колебаний. Может быть, добротность системы будет проще оценнивать по ширине резонансного пика.