|
Чем можно измерить амплитуду механических колебаний?, Ультразвукового излучателя. |
|
|
|
 |
Ответов
(1 - 57)
|
Mar 10 2007, 04:09
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 302
Регистрация: 24-07-06
Из: Донецк, Украина
Пользователь №: 19 042

|
Цитата(gormih @ Mar 9 2007, 12:23)  Собственно интересует элементная база в виде датчиков. Лазерный излучатель + школьная линейка  Утрирую, конечно, но принцип тот же.
Сообщение отредактировал ASZ - Mar 10 2007, 04:12
|
|
|
|
|
Mar 10 2007, 21:10
|

nofb
  
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218

|
Цитата(ASZ @ Mar 10 2007, 04:09)  Цитата(gormih @ Mar 9 2007, 12:23)  Собственно интересует элементная база в виде датчиков.
Лазерный излучатель + школьная линейка Утрирую, конечно, но принцип тот же. Думал над этим... Только таких изделий на рынке не нашел. Во всяком случае, которые удовлетворяли бы тербованиям по точности. Амплитуда колебаний достатончо маленькая. Вот сейчас пришла мысль использовать для данной задачи ультразвуковой микрофон, который будет приклеиваться к поверхности излучателя...
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
Mar 12 2007, 01:12
|

nofb
  
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218

|
Цитата(el34 @ Mar 11 2007, 00:00)  >Вот сейчас пришла мысль использовать для данной задачи ультразвуковой микрофон, который будет приклеиваться к поверхности излучателя.
это изменит резонансную частоту излучателя и его добротность... если это не проблема....
Вы уточните - что за излучатель - и что значит "измерить" Ну то что изменит его добротность - это понятно, он и так работает на переменную механическую нагрузку, так что это особо не пугает. А по сути мне нужно измерить на самом деле мощность, которую излучатель отдает в механические колебания. Это нужно для системы АПЧ. Вообще сейчас например АПЧ реализована на поиске минимального значения модуля Z (комплексного сопротивления) излучателя, но всилу множества причин от этого метода хочется отказаться и построить работу АПЧ на измеренной механичекой мощности колебаний. Мощности разные ... от 100 мВт, до 300 ваттных (естественно, это не одно и то же изделие).
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
Mar 12 2007, 14:13
|

nofb
  
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218

|
Цитата(el34 @ Mar 12 2007, 10:55)  вы правда не сказали что за актуатор... Пьезокермические излучатели.. Разных моделей и мощностей. Действительно, для обратной связи достатчно всего лишь оценить (больше - меньше), но в одном из приложений еще нужно и выдавать строго определенную мощность. Хотя это приложение самое маломощное.
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
Apr 1 2007, 11:15
|

nofb
  
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218

|
Цитата(Stanislav @ Mar 31 2007, 05:30)  Простите, а зачем Вам вообще нужны какие-то датчики? Амплитуда колебаний однозначно связана с напряжением на излучателе (во всяком случае, в линейном режиме его работы). Вот и воспользуйтесь этим.  Мда.. у меня нет слов, Станислав... Кто сказал, что излучательнаходится в линейном режиме? До линейного режима в случае с АПЧ там как от Москвы до Парижа.
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
Apr 10 2007, 18:10
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 133
Регистрация: 27-05-05
Пользователь №: 5 445

|
А требования-то какие? Точность, форма, амплитуда, повторяемость/калибровка, стоимость, стойкость к помехам, опорные поверхности/среда, статика/динамика и т.д.
С десяток - полтора популярных методов есть, если не больше.
--------------------
Зачем скоту свобода мысли?
|
|
|
|
|
Apr 14 2007, 22:11
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(gormih @ Apr 1 2007, 12:15)  Мда.. у меня нет слов, Станислав... Не понимаю, что Вас так смутило? Цитата(gormih @ Apr 1 2007, 12:15)  ...Кто сказал, что излучательнаходится в линейном режиме? А вот это кто написал?: Цитата(gormih @ Mar 10 2007, 22:10)  ...Амплитуда колебаний достатончо маленькая... ? При малых амплитудах нелинейные явления в излучателе и среде, как правило, пренебрежимо малы. Цитата(gormih @ Apr 1 2007, 12:15)  ...До линейного режима в случае с АПЧ там как от Москвы до Парижа. Простите, пропустил, что переменная нагрузка. Только при чём здесь нелинейность? Да ещё в связи с АПЧ? Просто амплитуда будет зависеть от нагрузки, но останется пропорциональной напряжению на излучателе, то есть линейность будет сохранена. Для нахождения частоты, при которой излучатель отдаёт максимальную мощность, этого более чем достаточно. ЗЫ. А почему измерение Z датчика не устраивает? По нему найти максимум и оценить мощность куда проще. Только нужно измерять не модуль, а полное сопротивление.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Apr 15 2007, 11:57
|

nofb
  
Группа: Свой
Сообщений: 430
Регистрация: 18-05-06
Из: Москва, Зеленоград
Пользователь №: 17 218

|
Цитата(Stanislav @ Apr 14 2007, 23:11)  При малых амплитудах нелинейные явления в излучателе и среде, как правило, пренебрежимо малы. Согласен :-) Но на самом деле меня интересует общий подход. Изначально я написал вопрос раздумывая над темой ультразвука для медицины - там действительно маленькая амплитуда, но потом такая же задача стала интересна для более высоких мощностей (До 300 Вт) - там амплитуда приличная. К тому же, нагрузка на разных излучателях меняется по разному. Например в случае с мощными - в разы (от 100 ом до 1 кОм) Цитата(Stanislav @ Apr 14 2007, 23:11)  Простите, пропустил, что переменная нагрузка. Только при чём здесь нелинейность? Да ещё в связи с АПЧ? Просто амплитуда будет зависеть от нагрузки, но останется пропорциональной напряжению на излучателе, то есть линейность будет сохранена. Для нахождения частоты, при которой излучатель отдаёт максимальную мощность, этого более чем достаточно. Забыл добавить, что амплитуда напряжения на нагрузке резко изменятся с резким изменением самой нагрузки (Стабилизируется только мощность). Цитата(Stanislav @ Apr 14 2007, 23:11)  ЗЫ. А почему измерение Z датчика не устраивает? По нему найти максимум и оценить мощность куда проще. Только нужно измерять не модуль, а полное сопротивление. Полное сопротивление довольно непросто в тех условиях, что есть сейчас. Для того чтобы измерить полное сопротивление придется мерить сдвиг фаз между напряжением и током, что возможно и будет реализовано следующих версиях :-) Пока же хотелось бы измерить амплитуду колебаний на самом излучателе неким датчиком, завести на неиспользуемый канал АЦП, и пользовать для АПЧ. По модулю же все прекрасно работает, однако это сильно грузит процессор - используется простенький AVR, который кроме данной задачи выполняет еще кучу других задач, а аппаратного деления у него как известно нет. Вообщем, аппартаное решение было бы более примлимым.
--------------------
Это не то что вы подумали ...
|
|
|
|
|
Apr 16 2007, 16:12
|
Знающий
   
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888

|
Цитата(filchef @ Apr 15 2007, 11:48)  В мой пост пропустил то что питание первичны обмотки должно быт генератором константным синусоидалным током чтобы магнитны поток остался постоянны и чтобы коефициент трансформации линейно зависил от зазора - тороид - чашковидны формы не знаю точно как по руский расчет рабочей точки на линейны участак - железо мягкое - сейчас не могу марка спомнит - первые експеименты делали на ферит но потом выяснилос что неподходит потом с сталь 3 был первы успешны етсперимент а потом нашли и пермалой - не знаю как по руский. Потери являются товар близкий к короткое замыкание и держат рабочей точки в самое начало характеристики где хистерезис нищожен - точност котороя успели достич по всех требования класа 0,5% . Делали ето в те времена когда появилис первые персоналные 8 битовые компютры и эще для одночиповых только в литературу читали.Схема была хибридная - аналого-цифровая а АЦП на компараторы делали. Да , индуктивный датчик может быть более точным , но его трудно сделать лёгким . Мы либо должны двигать катушку , либо сердечник , либо сердечник с катушкой  А это всё - большая масса . А вот там , где датчик должен быть лёгким - как я думаю , только ёмкостный датчих будет хорош . В данной теме - я однозначно за ёмкость ! Или уже - лазер , но это будет сложнее , и значительно . P.S. Кстати , тот сердечник , который вы применяли , называется не тороидом , а броневым сердечником . У него как раз половинки можно двигать относительно друг друга ............. Цитата(Stanislav @ Apr 14 2007, 23:11)  ЗЫ. А почему измерение Z датчика не устраивает? По нему найти максимум и оценить мощность куда проще. Только нужно измерять не модуль, а полное сопротивление. Так это сопротивление может зависеть ещё от разных факторов , например - от температуры . Про это тоже забывать нельзя !
|
|
|
|
|
Apr 16 2007, 17:45
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(gormih @ Apr 15 2007, 12:57)  Полное сопротивление довольно непросто в тех условиях, что есть сейчас. Для того чтобы измерить полное сопротивление придется мерить сдвиг фаз между напряжением и током, что возможно и будет реализовано следующих версиях :-) Пока же хотелось бы измерить амплитуду колебаний на самом излучателе неким датчиком, завести на неиспользуемый канал АЦП, и пользовать для АПЧ. Почему непросто? Дополнительно потребуется только токовый датчик и аналоговый перемножитель (возможно, ещё и ОУ). Цитата(gormih @ Apr 15 2007, 12:57)  ...По модулю же все прекрасно работает, однако это сильно грузит процессор - используется простенький AVR, который кроме данной задачи выполняет еще кучу других задач, а аппаратного деления у него как известно нет. Вообщем, аппартаное решение было бы более примлимым. Ну, так и сделайте его. А как Вы модуль Z определяли?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Apr 17 2007, 14:30
|

Участник

Группа: Свой
Сообщений: 51
Регистрация: 12-04-07
Из: Болгария - Русе
Пользователь №: 26 981

|
Цитата(deemon @ Apr 16 2007, 16:12)  Да , индуктивный датчик может быть более точным , но его трудно сделать лёгким . Мы либо должны двигать катушку , либо сердечник , либо сердечник с катушкой  А это всё - большая масса . А вот там , где датчик должен быть лёгким - как я думаю , только ёмкостный датчих будет хорош . В данной теме - я однозначно за ёмкость ! Или уже - лазер , но это будет сложнее , и значительно . P.S. Кстати , тот сердечник , который вы применяли , называется не тороидом , а броневым сердечником . У него как раз половинки можно двигать относительно друг друга ............. Так это сопротивление может зависеть ещё от разных факторов , например - от температуры . Про это тоже забывать нельзя ! Вероятно неправилно выразился - неть вторая половинка - котва сама собой представляет тонкий металны цилиндр (похож на копейка) дебелиной 0.8 мм - он приклеивается на поверхност излучателя - мы вибрации подшипника измеряли и приклеивали и дистанционную пластину изоляционного материала чтоб уменшит влияние металов вокруг. По отношении изработки вы прав - опитны образец делали более 10 раз прежде уточнит все - но потом для серии когда все уточнено получаеся дешевы вариант а когда надо померит вибрация в 72 контролных точек - на каждые 5 угловых градуса а как начало 20 изделия заказ то стоит задуматся. Конечно геометрия в конкретной случай должна быт другая скажем меншие размеры - эсли изделие одна бройка то стоит стандартны датчик применит думаю Фесто делают подобные П.С. Эсли этот метод собираэтес применит надо имет ввиду что первычная намотка обезатело надо с константным синусоидалным током а неть синосоидалным напряжением хранит - стоит задуматся и над частотой - возможно в вашем случае более ниская потребоволос - чтоб легко урезали и детектировали утразвуковой - на два порядок менее скажем. Вибрации которые мы померяли были в диапазон до 0.02-20 херц. Капацитет очень силно зависит от влажност воздуха - при контролируемая среда в общем согласен но для обычных условиях мусор получаэтся. В конкретны случай ултразвуковы микрофон можно применит эсли точност не критична - влажност и темперетура тоже влияют ему отрицателно.
Сообщение отредактировал filchef - Apr 17 2007, 15:26
--------------------
Не бейте сильно за корявый русский - в Болгарии мы пользуемся им только летом, на Золотых песках. 
|
|
|
|
|
Apr 18 2007, 22:30
|
Знающий
   
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888

|
Цитата(Stanislav @ Apr 18 2007, 00:13)  Практически зависит слабо, да это и не важно вовсе. Важно то, что активная составляющая напрямую от температуры меняться не будет - она определяется в основном нагрузкой излучателя (средой). Можно и так рассуждать , но есть одно слабое место - активное сопротивление излучателя определяет , сколько энергии потребляет излучатель . Но при этом - часть энергии излучается , а часть - расходуется на нагрев излучателя , то есть это - потери . И вот , даже зная активное сопротивление , мы не можем знать , какая доля энергии идёт на излучение , а какая - на нагрев . Поэтому этот метод всё же не точный ... это всё равно , как судить о выходной мощности передатчика , зная мощность , подводимую к выходному каскаду .
|
|
|
|
|
Apr 19 2007, 14:00
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(deemon @ Apr 18 2007, 23:30)  Можно и так рассуждать , но есть одно слабое место - активное сопротивление излучателя определяет , сколько энергии потребляет излучатель . Но при этом - часть энергии излучается , а часть - расходуется на нагрев излучателя , то есть это - потери . И вот , даже зная активное сопротивление , мы не можем знать , какая доля энергии идёт на излучение , а какая - на нагрев . Поэтому этот метод всё же не точный ... это всё равно , как судить о выходной мощности передатчика , зная мощность , подводимую к выходному каскаду . В целом, это верно. Однако, излучатель в разреженной среде имеет большую добротность, поэтому, в линейном режиме его работы потерями на нагрев можно пренебречь. Более того, в линейном режиме величина потерь будет вносить только мультипликативную ошибку в результат измерений, которую можно легко вычислить при калибровке, если нужны ну очень точные измерения. Для однотипных излучателей этот к-т будет близким, так что индивидуальной калибровки не потребуется.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Apr 24 2007, 14:09
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 133
Регистрация: 27-05-05
Пользователь №: 5 445

|
Проблема решена, советы не требуются? Цитата(Old Nick @ Apr 10 2007, 19:10)  А требования-то какие? Точность, форма, амплитуда, повторяемость/калибровка, стоимость, стойкость к помехам, опорные поверхности/среда, статика/динамика и т.д.
С десяток - полтора популярных методов есть, если не больше.
--------------------
Зачем скоту свобода мысли?
|
|
|
|
|
May 5 2007, 08:42
|

Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 163
Регистрация: 22-06-06
Из: Киев
Пользователь №: 18 292

|
Занимаюсь вибрацией. Долго. Вот подсказки:
амплитуда вибрации = размах вибросмещения - меряем проксиметрами - принцип модуляции и изменение амплитуды в зависимости от расстояния проксиметр - металл. Индуктивная катушка и сердечник - велометр, измеряет виброскорость (пропорц. напряжению на катушке) - один раз интегрируем - получаем вибросмещение. Акселерометры - на выходе или заряд, или напряжение - измеряет виброускорение - двойное интегрирование - получаем вибросмещение. Точности в системе можно достичь около 1%, чаще всего в механие меряют с 5 и 10% точностью. Диапазон акселерометров пьезо 1Гц - 10КГЦ (есть до 16, 20К) Диапазон велометров - 1 Гц - 1Кгц (чаще) Диапазон проксиметров - 1Гц - 250Гц(500Гц) Конечно, есть более дорогие исключения. Для лабораторных измерений конечно интерферометры. Для супермаленьких объектов - емкостной метод. Интересны акселерометры AnalogDevice ADXL (103, 203). Недорогие, маленькие, но точность невысокая. По чувствительности смотрите сами, очень широкий диапазон.
|
|
|
|
|
May 14 2007, 07:53
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
У нас похожая проблема. Частоты - от 22кГц до 120кГц. Амплитуда 1 микрометр, и 20микрометров. Важен процесс и способ калибровки - поверки. Форма - искаженная прямоугольная. Желательно измерять до 1-4%. Форма поверхности излучателя - полушарие, материал - металл с пластиковым покрытием. Что посоветуете?
|
|
|
|
|
May 16 2007, 11:20
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата(muravei @ May 15 2007, 11:20)  Это для любознательных. А по делу?
|
|
|
|
|
May 16 2007, 17:12
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата(muravei @ May 16 2007, 21:54) Ну, если Вы захотите делать подобные приборы , я бы разузнал о возможности изготовления "гребенки" Во-первых, нам нужен не прожект, а действующий измеритель. Во-вторых нам не нужна визуализация и т.д. В третьих, наши амплитуды намного больше длины волны всего, что только можно представить в качестве излучателя для такой системы, т.е. "базар вааще ни о чем"  Цитата(DS @ May 16 2007, 22:02)  Здесь бы подошел волоконный интерферометр. Типа тех, что "физоптика" делает. Очень интересно, это www.fizoptika.ru? На сайте одни гироскопы... Кста, как интерферометр отнесется к пластмассовой сфере, зеркало клеить на каждый экземпляр?
|
|
|
|
|
May 16 2007, 17:18
|
Гуру
     
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250

|
Цитата(Зина @ May 17 2007, 01:12)  Очень интересно, это www.fizoptika.ru? На сайте одни гироскопы... Кста, как интерферометр отнесется к пластмассовой сфере, зеркало клеить на каждый экземпляр? Гироскопы и есть в некотором роде интерферометры. Только посложнее. Насчет зеркала - скорее всего хватит света, который отражается от поверхности Ваших деталей без всякого зеркала. Но я не телепат, вдруг у вас там все специально сажей с маслом зачернено ...
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
May 17 2007, 06:05
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата(DS @ May 17 2007, 01:18)  Гироскопы и есть в некотором роде интерферометры. Только посложнее. Насчет зеркала - скорее всего хватит света, который отражается от поверхности Ваших деталей без всякого зеркала. Но я не телепат, вдруг у вас там все специально сажей с маслом зачернено ... Да, конечно интерферометры. Все-таки несколько другие наверно. Насколько мне известно из учебной литературы  , в гироскопах ловят малые изменения фазы, а нам нужно более десяти длин волны плюс фаза тоже. Как Вы представляете переделку? И по сложности... заявленая полоса у гироскопов всего 1000Гц.
|
|
|
|
|
May 17 2007, 14:25
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата(DS @ May 17 2007, 10:12)  Вам только интерферометр от гироскопа нужен. Раньше они его продавали. Из интерферометра торчит волокно, котрым Вы собственно и измеряете амплитуды. А сигнал с фотодиода придется обрабатывать самим.
В гироскопах интерферирует свет, который набегает по волокну во встречных направлениях. Все остальное - обработка сигнала. Именно в обработке. Поскольку отражающая поверхность диффузная, требуется немонохромный источник (белый?), обработка будет очень медленная. Разве есть прецеденты обработки в такой полосе частот? Мне казалось, что интерферометры с немонохромным излучателем - это что-то низкочастотное, несколько килогерц, не более.
|
|
|
|
|
May 20 2007, 12:00
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата(DS @ May 17 2007, 18:30)  Это зачем вам белый свет ? Тав в интерферометре стоит лазер, апертура одномодового волокна очень маленькая, поэтому никаких проблем при разумном расстоянии волокна от поверхности не будет. В волоконо будет попадать только тот свет, который пройдет туда и обратно. Диффузное отражение приведет только к тому, что вернеться немного света. Вот как я представляю основные проблемы. 1. Модулятор. Частота наверно должна быть не меньше 500 КГц... на чем, как? 2. Выделение перескока фазы. При диффузно отражающем объекте и минимальном расстоянии до торца световода где-то 0.5мм . (были фантазии о допканале белого света). 3. Обработка. P.S. У Физоптики не лазер, а СЛД.
|
|
|
|
|
May 20 2007, 12:39
|
Гуру
     
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250

|
Если у него длина когерентности много больше Вашей амплитуды колебаний - сойдет. Я так и не понимаю, зачем Вам белый свет ? Он только "размажет" картину - в нулевой разности хода будет приличный пик, а дальше пойдет черти что. Надо просто цифровать сигнал с фотодиода и восстанавливать движение. Если еще при этом есть синхросигнал от генератора, который накачивает керамику, совсем хорошо - сильно облегчит жизнь. Не надо ничего дополнительно модулировать, только отрезать постоянную составляющую.
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
May 21 2007, 09:57
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата(DS @ May 20 2007, 16:39)  Если у него длина когерентности много больше Вашей амплитуды колебаний - сойдет. Я так и не понимаю, зачем Вам белый свет ? Он только "размажет" картину - в нулевой разности хода будет приличный пик, а дальше пойдет черти что. Надо просто цифровать сигнал с фотодиода и восстанавливать движение. Если еще при этом есть синхросигнал от генератора, который накачивает керамику, совсем хорошо - сильно облегчит жизнь. Не надо ничего дополнительно модулировать, только отрезать постоянную составляющую. Длина когерентности у СЛД всего несколько мкм, лазер все-таки нужен. История с белым светом досталась мне от наших специалистов-разработчиков, много лет пытавшихся решить задачу "между делом". Они тут бывают и посмеиваются в курилке. Поскольку реальное движение поверхности излучателя не всегда совпадает по фазе и амплитуде с возбуждением, задумывали второй независимый канал белого света, для определения реального положения за счет всплеска в нуле. Но это просто одно из мнений. У меня пока нет понимания, как можно восстанавливать движение без какого-то сигнала, дополнительно определяющего фазу. Читаю разные материалы про измерения расстояний и рельефов, но везде модуляторы.
|
|
|
|
|
May 21 2007, 13:09
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата(DS @ May 21 2007, 14:47)  Так по идее не надо знать фазу колебаний, достаточно знать частоту. Дальше надо восстановить из сигнала w биений и пересчитать. Похоже достаточно скорости движения поверхности в м/с и частоты колебаний. Частота есть, а скорость по-моему неоткуда взять. И скорость наверно нужна мнгновенная, в каждой точке, так как траектория сложная.
|
|
|
|
|
May 21 2007, 14:23
|
Гуру
     
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250

|
Надо померить амплитуду (примерно) синусоидальных колебаний, я правильно понимаю ?
Тогда, записав интерферограмму для нескольких колебаний, Вы имеете все данные для вычисления смещения с точностью до знака в каждой точке. Если Вы при этом заранее знаете частоту, вычисления существенно упростятся. Как восстанавливать смещение - это чисто вычислительный вопрос. Функции все гармонические, тут фурье анализ, как принято говорить, рулит.
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
May 22 2007, 10:52
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
В том и дело, что траектория движения излучателя несинусоидальная  , см мой первый пост.
|
|
|
|
|
May 22 2007, 19:10
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 133
Регистрация: 27-05-05
Пользователь №: 5 445

|
Цитата(Зина @ May 14 2007, 11:53)  У нас похожая проблема. Частоты - от 22кГц до 120кГц. Амплитуда 1 микрометр, и 20микрометров. Важен процесс и способ калибровки - поверки. Форма - искаженная прямоугольная. Желательно измерять до 1-4%. Форма поверхности излучателя - полушарие, материал - металл с пластиковым покрытием. Что посоветуете? Вам нужно сделать или купить? И еще: насколько критична цена и насколько важна форма на верхней частоте? Насколько я знаю, полосу выше 500 кГц никто не делает.
--------------------
Зачем скоту свобода мысли?
|
|
|
|
|
May 23 2007, 15:56
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 172
Регистрация: 8-10-04
Пользователь №: 824

|
Цитата(Зина @ May 14 2007, 11:53)  У нас похожая проблема. Частоты - от 22кГц до 120кГц. Амплитуда 1 микрометр, и 20микрометров. Важен процесс и способ калибровки - поверки. Форма - искаженная прямоугольная. Желательно измерять до 1-4%. Форма поверхности излучателя - полушарие, материал - металл с пластиковым покрытием. Что посоветуете? Если есть возможность осветить лазером поверхность и пятно отраженного луча принять на PSD (Position Sensitive Detectors ), то 1% теоретически вытягивается. Диапазон подбирается геометрией пучка (у STM/AFM, например, будут нанометры, в Вашем случае надо настроить на микроны). Найти, что-то такое, в готовом виде думаю трудно. Сами PSD вполне доступны, я брал здесь. Ну и для калибровки придется придумать стенд. Удачи.
|
|
|
|
|
May 23 2007, 21:25
|
Гуру
     
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250

|
Цитата(tvv @ May 23 2007, 19:56)  Если есть возможность осветить лазером поверхность и пятно отраженного луча принять на PSD (Position Sensitive Detectors ), то 1% теоретически вытягивается. Диапазон подбирается геометрией пучка (у STM/AFM, например, будут нанометры, в Вашем случае надо настроить на микроны). Найти, что-то такое, в готовом виде думаю трудно. Сами PSD вполне доступны, я брал здесь. Ну и для калибровки придется придумать стенд. Удачи. Не пройдет. У AFM собственно измерение происходит за счет смещения керамики (калиброванной, или с одтельным емкостным сенсором), загоняющей отклонение луча в 0. По самому же отклонению оценить можно только для точно съюстированных приборов. Для контроля чего-то такой принцип не годится.
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
May 24 2007, 10:38
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата DS А сигнал, связанный с формой колебаний, доступен ? Как мне сказали, форма и фаза никак не определяются. Работа идет вблизи резонанса, но насколько вблизи - неизвестно. Цитата Old Nick Вам нужно сделать или купить? И еще: насколько критична цена и насколько важна форма на верхней частоте? Пойдет и то и другое, зависит от цены. Пока планка где-то 3500уе за 7 штук. Интересует амплитуда (для настройки) и мощность (для отчетности). Цитата tvv Если есть возможность осветить лазером поверхность и пятно отраженного луча принять на PSD (Position Sensitive Detectors ), то 1% теоретически вытягивается. У нас уже 5 лет назад сделан макет на PSD Hamamatsu, но на 120 кгц не тянет. Вот появилась идея сделать модуляшию намного ниже нашей частоты, поделив частоту генератора. Тогда получим Х целых периодов с одной фазой и Х периодов с другой. Если излучатель не шевелить, можно получить пару или больше абсолютно одинаковых записи в ОЗУ. Что скажут Гуру, информации будет достаточно? Мои мозги неспособны это понять.
|
|
|
|
|
May 24 2007, 11:48
|
Гуру
     
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250

|
Модуляцию чего ? Опишите поподробнее, как Вы собираетесь измерять. А то сейчас начнутся ответы на незаданные вопросы и наоборот.
Если у Вас просто есть интерферометр, без всяких дополнительных модуляций, то Вы не знаете направления движения. Если форма сигнала симметрична, то это и не важно. Если нет, нужна дополнительная информация. Если Вы возьмете, например еще интерференцию со сдвигом оптической фазы одного канала на pi/4, то Вы будете иметь всю информацию о смещении. В волокне такое сделать трудно, но можно взять второй интерферометр с другой длиной волны лазера. Мне лично кажется, чот ради информации о направлении городить дополнительную оптику не стоит. Надо попытаться придумать, как ее восстановить при обработке. Например, ток через керамику строго пропорционален скорости ее движения. Проинтегрировав ток, можно восстановить и форму сигнала (без абсолютных значений, конечно). Тогда Вы сможете восстановить полную информацию о смещении.
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
May 24 2007, 13:05
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата(DS @ May 24 2007, 15:48)  Модуляцию чего ? Опишите поподробнее, как Вы собираетесь измерять. А то сейчас начнутся ответы на незаданные вопросы и наоборот. /////// Надо попытаться придумать, как ее восстановить при обработке. Например, ток через керамику строго пропорционален скорости ее движения. Проинтегрировав ток, можно восстановить и форму сигнала (без абсолютных значений, конечно). Тогда Вы сможете восстановить полную информацию о смещении. Модулировать амплитуду напряжения, тлько в очень небольших пределах, чтобы считать, что находимся на линейном участке. Про ток наши ребята сказали, что на такой частоте "нифига ничему не пропорционален из-за того, что керамика и насадка живут каждый своей жизнью" ( цитата). К тому же испытания проводятся в разных средах, которые тоже очень сильно влияют. Я в акустике еще хуже соображаю, поэтому верю.
|
|
|
|
|
May 24 2007, 15:21
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 52
Регистрация: 8-02-07
Пользователь №: 25 185

|
DC всё совершенно правильно Вам объяснил про измерения интерферометром. Кстати: это прямые измерения. Останется только вопрос оптической доступности движущейся поверхности и неподвижности самого интерферометра. Полоса исследуемых частот? Мы реально делаем "интерферометры" с полосой выходного сигнала до 650 кГц. Сигнал аналоговый. Так что ни чего не мешает его оцифровки с целью повышения точности измерения. Относительно цены в 3500 уе за 7 штук - Вы погорячились. Нормальный лазер безо всего стоит половину.
|
|
|
|
|
May 24 2007, 16:16
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 133
Регистрация: 27-05-05
Пользователь №: 5 445

|
Цитата(Зина @ May 24 2007, 14:38)  Пойдет и то и другое, зависит от цены. Пока планка где-то 3500уе за 7 штук. Интересует амплитуда (для настройки) и мощность (для отчетности). У нас уже 5 лет назад сделан макет на PSD Hamamatsu, но на 120 кгц не тянет. Пожалуй, за эти деньги придется делать. Удивительно, что с PSD договориться не удалось, емкости там небольшие, поэтому при Ваших относительно скромных требованиях должно работать. А что плохо-то? Если сигнал тонет в шумах, есть же методы синхронной обработки: задающий генератор доступен. Потом можно пожертвовать полосой "снизу", взять получше лазер и оптику. Помимо интерферометрии, вполне можно сделать классический емкостной или Eddy Current измеритель, только там электроника наного сложнее, чем для PSD.
--------------------
Зачем скоту свобода мысли?
|
|
|
|
|
May 25 2007, 08:01
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 172
Регистрация: 8-10-04
Пользователь №: 824

|
Цитата(Зина @ May 24 2007, 14:38)  У нас уже 5 лет назад сделан макет на PSD Hamamatsu, но на 120 кгц не тянет. А название PSD не сохранилось? И что значит макет, он в каком виде?
|
|
|
|
|
May 25 2007, 10:28
|
Участник

Группа: Новичок
Сообщений: 27
Регистрация: 11-05-07
Пользователь №: 27 660

|
Цитата(tvv @ May 25 2007, 12:01)  А название PSD не сохранилось? И что значит макет, он в каком виде? Название не известно, т.к. человек, занимавшийся этим уволился. А макет выглядит как железяка с большим количеством всяких дырочек, и прорезей, на которую установлены маленькие железки с оптикой, датчиком и лазером. Все можно двигать и подкручивать винтами. Сверху все накрывается черной крышкой. Электроника - сбоку в отдельной коробочке. Old Nick, как можно определить "что плохо"? То есть, как искать узкое место?
|
|
|
|
|
May 25 2007, 10:30
|
Гуру
     
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250

|
Цитата(Зина @ May 24 2007, 17:05)  Модулировать амплитуду напряжения, тлько в очень небольших пределах, чтобы считать, что находимся на линейном участке.
Про ток наши ребята сказали, что на такой частоте "нифига ничему не пропорционален из-за того, что керамика и насадка живут каждый своей жизнью" ( цитата). К тому же испытания проводятся в разных средах, которые тоже очень сильно влияют. Я в акустике еще хуже соображаю, поэтому верю. Ну при Ваших ценовых требованиях надо останавливаться на одном волоконном интерферометре. Имея синхросигнал, фаза которого постоянна во время измерения (но неизвестна), Вы можете определить длину пути измеряемой точки за период. Зная, что в конце периода она возвращается на то же место, можно вычислить и остальные параметры с более-менее приемлемой точностью. Замечу, что оптические измерения надо призводиь в воздухе - в жикости, в котрой распространяются ультразвуковые волны, измерения будут недостоверны.
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
Jun 4 2007, 18:13
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 133
Регистрация: 27-05-05
Пользователь №: 5 445

|
Цитата(Зина @ May 25 2007, 14:28)  Old Nick, как можно определить "что плохо"? То есть, как искать узкое место? Самое первое, сделать эмулятор сигнала диода, например из генератора и высокоомного резистора. Снять частотную х-ку. Убедиться, что нет завала на интересующей частоте и выше, раз в пять. Если проблемы из-за шумов, выяснить параметры входных усилителей, заменить на менее шумящие. Если результат неудовлетворительный, урезать полосу усилителей. Дальше - корреляционные методы обработки. З.Ы.Извините за позднюю реакцию.
--------------------
Зачем скоту свобода мысли?
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|