Ребята, всем привет, всех с наступающими!!!!!!!

Вот делаю датчик для самолета.

Принцип работы: общая обкладка трех конденсаторов лежит на флюгере датчика и имеет форму полукруга. Флюгер изготовлен из фольгированного текстолита. Три остальные обкладки расположены на трех секторах круга из фольгированного текстолита. Он должен быть закреплен с внешней стороны фюзеляжа СЛС. В качестве вала, на котором закреплен флюгер, используется втулка с подшипниками от жесткого диска. При вращении флюгера меняется емкость трех конденсаторов. Останется только ее измерить. Конденсаторы электрически соединены звездой. На общую обкладку конденсаторов подается переменное синусоидальное напряжение высокой частоты. Математика для одного из шести (виртуальных) секторов следующая: (обкладка C закрыта (0 - 60 град)) ResetAngl = 300 - ((Ub - Ua) * 1200) div Uc, где Ux - напряжения на обкладках.

Идея работает, но наблюдается краевой эффект. Модель идеального датчика работает изумительно, но если, например, внести смещение емкости (столкнулся с этим на макете) хотя бы одного из конденсаторов, то сразу возникает нелинейность при восстановлении угла.

Вопрос: как побороть?

И еще, просьба: не предлагайте мне купить энкодер или еще чего готовое. Это легкий путь. А я очень хочу добить эту конструкцию. Тем более, что она стоила мне копейки.

Во вложении две програмки-модели. В одной емкости одинаковые, во второй с перекосом (это видно по значениям напряжений).

Спасибо!!!!

Сообщение отредактировал Rostislav - Nov 3 2010, 10:34

А что за перекос и откуда он может взяться?

Его природа в том, что емкости конструктивно не могут быть одинаковыми (из-за погрешности размеров при изготовлении), в том что выпрямленные напряжения снимаемые с обкладок конденсаторов не одинаковы (из-за разброса параметров диодов в выпрямителе), в том что есть ошибки преобразования АЦП.

Вы б картинко выложили - какой баран будет запускать неизвестные программы?

Ну, это насколько ж надо промахнуться, чтобы заметить изменение ёмкости

Вот где нужно копать.
Ставить правильные диоды в правильную схему детектора, и оцифровывать правильным АЦП.

А ещё проще - собрать RC-генератор на этих емкостях (или LC), и тогда ни детектор, ни АЦП не понадобятся.

Ну значит я баран. Я их не только запускал, но еще и скомпелировал в Delphi + еще и разработал. Значит я еще и осел!



Совсем немного. Модель это показывает.



Не! Копанием мы заниматься не будем. Какой смысл менять преобразование напряжения-цифра на преобразование частота-цифра. Отношение частот будет с той же ошибкой, и, опять же, из-за неидеальной конструкции конденсаторов.

Сообщение отредактировал Rostislav - Nov 3 2010, 11:22

Ошибка по плоскостности легко даст бОльшую погрешность.
И то, и другое лечится калибровкой и табличной коррекцией.

Рассчитываете погрешности и ограничиваете результат значащими цифрами. Если окажется мало, улучшаете смехотехнику.

ScreenShort:


Табличная коррекция (калибровка) впереди...

Прежде чем ее делать, нужно получить монотонность изменения восстановленного угла. А сейчас я имею разрывы. Вторая модель это показывает при углах 182..185` (град).
Причем разрывы очень неприятные: восстановленный угол монотонно увеличивается, потом резко уменьшается на ~10` (на макете), а потом снова монотонно увеличивается, проходя значение достигнутое ранее. Как можно калибровать в такой ситуации?

Сообщение отредактировал Rostislav - Nov 3 2010, 11:38

В книжке про измерения влажности древесины ( естественно не помню в какой) рассматривался емкостной измеритель влажности. И рассматривался краевой эффект, вроде вместе с методами борьбы с ним. Название всплывало здесь в связи с вопросом об измерении влажности. Попробуйте поискать.


Зря не будете. Измерять частоту проще.

Калибровать надо ваши напряжения. (или максимум ёмкости)
Это, кстати, можно делать и на ходу, при полностью перекрытой обкладке.

Если я всё правильно понял.

Частоты, емкости, напряжения, токи... Это все откалибровать можно. Но тогда еще и зависимость емкости от угла нужно калибровать, чтобы она у всех трех конденсаторов была одинаковая. Уж очень сложно все получается.

Самый простой способ - добится монотонного восстановления угла. Это можно сделать чисто математически. Вопрос как?

А уж потом применить калибровку по углу.

Сообщение отредактировал Rostislav - Nov 3 2010, 12:43

Вам тоже задам вопрос: как быть с влажностью воздуха?
У Вас конструкция такая, что флуктуации влажности испортят все показания

Поверхность обкладок защитить лаком. Попавшую воду между ними будет сдувать набегающий поток воздуха. И потом, диэлетрическая постоянная изменится для всех трех конденсаторов примерно одинаково (если вообще не одинаково). А измеряю угол я не по абсолютным значениям напряжений (вы математику посмотрите в файле unit*.pas), а по отношению между ними. Измерение относительное получается, понимаете?

>>Попавшую воду между ними будет сдувать набегающий поток воздуха.

Согласен, но влажность - это не только попавшая вода. Это будет выглядеть, как будто сигнал промодулирован воздушным потоком.

>>Измерение относительное получается, понимаете?

При неравномерности влажности внутри датчика. Закрывать его надо чем-то.

По экспериментальным данным считаете ошибку, ищете частные зависимости её от каждого измеряемого параметра, строите коррекцию или для измеряемых параметров, или сразу для выхода.

Для чисто волшебника это раз плюнуть об асфальт, а для чисто математика даже и не знаю.