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

Знаете!? Попробую проработать вариант с калибровкой итношений напряжений. Т.е. калибровочная таблица для частного. Ну и буду думать о монотонности преобразования.




Хорошо! Интегрирование + парафин внутриблочно!!! Кубиков 10!!!

Да не для частного, а для каждого из ваших Ua,b,c.
Ваши "нестыковки" как раз от разных масштабов происходят.
А ёмкость от угла при соосности зависит линейно.

Ещё раз глянул вашу модельку.
Данные там смоделированы или реальные?
Насколько я заметил, там даже не масштаб, а просто сдвиг "постоянной составляющей".
Это, по-моему, ещё проще учесть.

А шо там думать?
Выполните точно такую же конструкцию, вторым этажом. И места, где влияет краевой эффект уберете поворотом "второго этажа" на 60 градусов.
Я не слишком витиевато?

Проблем с линейностью станет меньше если за основу взять КПЕ, воздушный, или лучше даже с пленкой. Думаю у вас емкость микроскопическая, не более десятков пик

Предлагаете фзенду с огородом построить? Двухэтажные конструкции я встречал. Пока не хочу усложнять. К тому же, второй этаж отдельно нужно будет оцифровывать?

В модели данные смоделированные. Но точно такие же эффекты я наблюдаю и на макете.




А углы с КПЕ? +нужен легкий и свободный ход.

А емкость меняется от 7 до 15 пФ. Всего!!! Измерял измерителем RLC с четырехпроводной схемой включения. Именно поэтому и относительный метод измерения. Такой метод и позволяет измерять разницу в доли пФ.

Ребят!!! Чего по математике посоветуете?

Сообщение отредактировал Rostislav - Nov 3 2010, 14:53

При таких емкостях, даже небольшая утечка от загрязнения или приращение поверхности от пылинки добавит довольно много.
Большинство КПЕ при помощи слесарных инструментов превращаются в полнооборотные. А если ось посажена на двух шариках, так эта конструкция превзойдет вашу по свободному ходу.
Угловая зависимость линейная, и емкость больше на порядок или два

Вот набросал картинку к объяснению причин краевого эффекта. Каждый цвет - конденсатор. Длина полоски - диапазон изменения емкости конденсатора. Видно, что он разный + есть нестыковки по измеренному напряжению (т.е. нестыковки линий друг с другом по оси X). Задача в том, чтобы концы этих линий математически склеить (это для исключения краевого эфекта). В идеале, еще и отмасштабировать относительно средней величины (это для линейности).

По поводу КПЕ. Он также чувствителен к влаге и пыли. + их надо будет 2. А КПЕ от радиол еще и тяжелые.

Сообщение отредактировал Rostislav - Nov 3 2010, 15:20

имхо, должны быть три трапеции, частично перекрывающиеся боковинами, и на подпорке от хвоста статора (там вроде бы тоже медь) и всяких паразитов. Кривизна на боковинах может получаться от непараллельности статора и ротора.

Не! Медь на хвосте стравил. Там все чисто.

С трапециями ничего не понял.

Сообщение отредактировал Rostislav - Nov 3 2010, 16:43

На фотках хвост однако в меди.

Если конфигурация ротора и статора соответствует фоткам, то на зависимости ёмкости любой роторной обкладки от угла поворота должны быть плоский минимум (60°), такой же максимум (60°) и боковины (по 120°) от частичного перекрытия обкладок.

Это прошлогодняя медь. В этом году ее уже нет.



Так оно и есть. А на картинке я все упростил немного.

Хотите монотонность - сделайте ромбик кривенький на подвижной части. Или равнобедренный треугольник.

А ежели сделать по другому. Сделать 4 обкладки снизу (сектора по 90*, можно хитрой формы для задания амплитуды сигнала) и "флажок" (сектор 90*) сверху, с которого снимается сигнал. На противоположные (по диаметру) обкладки подать инвертированный сигнал, причем на одну пару - сдвинутый по фазе на 90*. Тогда при вращении на "флажке" всегда будет сигнал, амплитуда его будет гулять, но фаза - строго соответствовать углу и изменяться в диапазоне 0..360*. Вот ее и измерять.

У меня воображение максимум трехмерное! Мне очень интересна Ваша идея, но вообразить такую конструкцию я не могу! Вы можете нарисовать, что примерно Вы имеете ввиду?

Спасибо!

Тогда синяя и красная обкладки просто ближе к статорной, чем зелёная. (или, что тождественно, зелёная имеет меньшую ёмкость)

Погуглите про синус-косинусные измерения.
Обратный вариант этого метода (адаптировано к Вашему случаю): измерительный сигнал подаётся на подвижную обкладку, измеряемые сигналы (2, 3, ... - по вкусу) снимаются с соответствующего числа статорных обкладок.
Ни то, ни другое не спасает от механических погрешностей.