Колебания металлической детали в магнитном поле, ... разогнать ее как следует! :) Опции

[bagira]

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!

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Andreas1]

Вобщем, процесс сканирования по частоте в этом деле - самое длительное. Т.к. при больших предполагаемых добротностях такой системы нельзя быстро менять частоту возбуждающих колебаний, можно проскочить резонанс.

Для ускорения применняется многократные проходы. И обязательно генератор(я использовал простой самодельный) с хорошим разрешением по частоте(у меня 0,01 Гц). Для возможного диаапазона частот 5..7 кГц и добротности около 1500 4-проходное сканирование(управляемое компом) занимало около 10 сек. Добротность определял по форме АЧХ.

Побовал стучать по струне палочкой. Высших гармоник практически не было. Частоту и добротность удавалось определить. Однако добротность зависела от амплитуды возбуждения. Кстати интересно, зачем нужно точное значение добротности.
Микрофоном удобно замерять маленьким электретным. И как можно ближе к стержню. Лучше<0,5мм. Но все равно чувствительно к легким ударам по столу.

[muravei]

Микрофоном удобно замерять маленьким электретным. И как можно ближе к стержню. Лучше<0,5мм. Но все равно чувствительно к легким ударам по столу.

Можно сделать емкостной диф. датчик - две проволочки у стержня и ВЧ генератор.
Только я не понял . как это будет крепиться к черепахе?

[bagira]

Можно сделать емкостной диф. датчик - две проволочки у стержня и ВЧ генератор.
Только я не понял . как это будет крепиться к черепахе?

Черепашки не при чём

...Это задание - дали на работе

***

Чего только не сделаешь, чтобы выполнить интересное задание...

...Азарт, природная любознательность и научный интерес - погнали Багиру в магазин, где она на свои деньги приобрела микрофон. Затем у родственника отобрала тиски (на время). В тиски зажала лезвие ножа и попробовала на нем играть ...Со стороны посмотреть - совсем чокнулась девушка... ...

Нож был взят вместо детали, которой пока еще нет (она пока только на чертеже существует, реальность отстает от научной мысли ), чтобы потренироваться определять резонансную частоту. Вы знаете, до чего интересно!

Я использовала программу WaveLab - записывала звучание ножа, когда оттягивала его ногтем, и смотрела резонансную частоту. Частота получается постоянная при определенной длине выдвинутого лезвия.

Если по лезвию ударять металлическим предметом результат получается хуже - частот выпадает несколько.

Вот только смущает - эти записи очень короткие по времени. Как "растянуть" их, я пока не научилась.
И шкала частоты какая-то грубая, хотелось бы более точно ее определить.

А вообще - очень интересно!
(Завтра подумаю, что еще можно из этого "выжать")

[DS]

Нож - плохой предмет для исследований, форма слишком сложная, много всего возбуждается при ударе. Возьмите иголку.

У меня в двух серийных приборах приходится определять параметры механической clamp-free (заделано-свободно) колебательной системы. Частоты 20 -100 Кгц, добротнось в одном случае от 300 до 15 000, в другом - от 1000 до 90 000. Для этого надо иметь генератор с дискретностью частоты где-то 4 миллиГерца, фазовый детектор, измеритель RMS, ну и микроконтроллер, который всем этим управляет.
В одном случае колебания задемпфированы, но при этом надо знать добротность без демпфера, приходится измерять по огибающей. Точность - не очень. Но там мне не надо на нее нормироваться. В другом приборе - по затуханию. Хорошая точность и повторяемость.

Не думаю, чтобы в симметричной такой штуке возникли заметные крутильные колебания. В любом случае, они будут на совершенно других частотах.

Микрофон, конечно, хорошо, но надо работать с как можно меньшей амплитудой, чтобы не лезли нелинейности, а тут будут проблемы. Тем более, что на частотах ниже 10 Кгц очень сильно влияние внешнего шума, а на Ваших - будет совсем поганое. Особенно, если надо мерить не в специальной комнате, где все ходят в тапочках и звукоизоляция.