Нужна помощь в выборе датчика веса Опции

[Zak82]

Приветствую. Есть задача создания весов для измерения малой массы (до 100 мг) с дискретностью порядка 10мг. Если кто-нибудь сталкивался с чем-то подобным, подскажите пожалуйста какой датчик может быть использован ? или вообще какой физический принцип измерения оптимально использовать для регистрации массы такого порядка? Заранее благодарю.

Сообщение отредактировал Zak82 - Mar 12 2006, 14:12

[DS]

Изменение резонансной частоты механической колебательной системы - кварцевой пластины, пьезокерамического резонатора, системы с пружинкой и магнитика - в зависимости от того, что Вы собираетесь взвешивать.

Сообщение отредактировал DS_ - Mar 12 2006, 14:53

[Zak82]

Спасибо за ответ. Взешивать нужно массу осевших мелких частиц. По поводу пъезорезонансных датчиков: в нете нашел силочувтсвительный пъезокристалл ЭПКВ-10M [url=http://sktbelpa.yaroslavl.ru/epkv.htm] , все хоршо , но не проходит по чувствительности (3.5 Гц/г). Есть ли что-то подобное но с более высокой чувствительностью? Можно подробне про систему с пружинкой и магнитика?

[DS]

Более точно сформулируйте - оседает на какую-то подложку, которую Вы хотите потом взвесить или прямо на датчик ? Из газа или из жидкости ?

То, что Вы нашли, измеряет не изменение массы, а скорее всего силу давления на кварц, которая меняет его плотность и, соответственно, частоту. Это для взвешивания тяжелых предметов.

Для Вашего случая возможны 2 варианта - генератор на каком-то пьезоэлементе (кварц не справиться с 0.1 г лишним в резонаторе, там счет идет от нанограмм до миллиграмма) или механическая колебательная система (типа обычного маятника от часов, пружинного маятника, пружинки с подвешенным грузиком), к которой приделан магнит и с помощью катушки сделан генератор (как в эл-механическом будильнике).
Частоту и надо измерять. Если частицы лежат свободно и могут легко перемещаться, то механическая система - единственный выбор, т.к. ускорение на пьезоэлементе будет от 0.1 до 1 g и Ваша пыль может разлететься.

Я вот еще о чем подумал - Вам подойдет, наверное, маленький динамик или динамический микрофон (это вернее) - если его заставить генерить на резонансной частоте.
Это и будет механический резонатор с магнитом и катушкой. А Ваш образец крепить к диффузору.

Сообщение отредактировал DS_ - Mar 12 2006, 16:00

[Zak82]

Спасибо, щас обмозгую, наверняка еще вопросы будут . Частицы осаждаются из воздуха(вблизи вредного производсва) и "падают" на подложку, которая является частью датчика (т.е измерение производится "в реальном времени" ).
Не могли бы посоветовать литературу (или ресурс в сети) по расчету и выбору пьезорезонансных датчиков. Вообще существует ли их единая номенклатура и классификация?

[DS]

Литература и классификация видимо не существует (по крайней мере на русском). Я некоторое время назад беседовал с замом по науке завода по производству пьезокристаллов, он меня о том же спрашивал. Вряд ли мы оба с ним такие уж невнимательные.
Если Вам надо измерять запыленность, то для этого используются оптические методы - берете лазер (хоть указку), ставите направленный поперек луча фотодиод и считаете вспышки (если пыли мало) или измеряете ток (если много).
Если надо считать, время например до замены каких-нибудь фильтров, то измерение мачссы годится. Но, мне кажется, Вы выбрали самый неудачный диапазон масс. Если взять сотую часть этой пыли, например дырку в коробке сделать поменьше, то можно будет пользоваться кварцем, а это уже гораздо проще.
Точность будет более чем достаточная

[Zak82]

К сожалению тот факт, что измерять нужно именно массу пыли и диапазон измеряемой массы жестко заданны тех. заданием. Дело в том, что речь идет об измерении интенсивности пылеотложения в угольной шахте.

[DS]

Так зачем Вам всю пыль на датчик собирать? Если взять коробку с дыркой, в которой находится датчик, то на сам датчик может попадать маленькая часть пыли. Еще внутри можно натянуть проволоку и подать на нее несколько сотен вольт, чтобы пыль лучше липла к стенкам. Тогда вполне точная система получится. Так будет точнее, чем просто выставлять датчик наружу, пыль ведь и слетать может.

Т.е. в коробку, допустим, будет попадать Ваши 0.1 гр, а на датчик 1 миллиграм, а помереяте Вы массу на датчике с точностью 0.1% без особых затруднений.

Сообщение отредактировал DS_ - Mar 13 2006, 12:44

[Zak82]

Т. е. вы хотите сказать, что нужно как-бы "маштабировать" массу собранной пыли в сторону уменьшения в 100 раз? Мысль конечно интересная, но как, чисто механически, установить точную пропорциональную связь между "малой" и "большой" массами? Ну т.е. как на датчик подавать именно сотую часть собранной в коробке пыли?

Сообщение отредактировал Zak82 - Mar 13 2006, 14:33

[DS]

Ну а зачем сотую - важно, чтобы его можно было откалибровать на осаждение определенного колическва г/м2. Я бы так калибровал - в пылевой камере поставил датчик и положил взвешенный листок бумаги. Подождал некоторое время. Взвесил бы лист бумаги и узнал бы сколько г/м2 село. Посмотрел уход частоты. И так для разных времен оседания (и, соотвественно весов) пыли. Если линейность приличная, датчиком можно пользоваться.

[Zak82]

А понял сравниваем с эталоном и строим характеристику, а какой кристалл посоветуете?

[DS]

Лучше всего, наверное, взять часовой кварц. У него меньше всего уходы из-за температуры. Корпус можно относительно легко снять, если положить сверху линейку и ей покатать по столу туда-сюда. При этом нарушается припайка корпуса к основанию. Берите в корпусе диаметром 3 мм. Стоит примерно 3 руб, так что по мере зарастания пылью можно выбрасывать и ставить новый, а не мыть.

[Zak82]

Cпасибо, буду пробовать..