Вы хотите сказать, что когда трос двигается медленно, амплитуда генерации практически неизменна? А когда быстро - возникает всё более заметная МОДУЛЯЦИЯ?
Если так, то может быть, по моему, лишь два варианта:
1. Наведённый от намагниченного троса (он же стальной, в нём может быть остаточная намагниченность) сигнал наводит в датчике ЭДС, которая нарушает режим генератора по постоянному току.
2. Датчик фиксирует не столько "бугорки", сколько колебания всего троса, которые возрастают со скоростью движения.
Есть, конечно, ещё и третий вариант - если в Вашем генераторе предусмотрена автоматическая регулировка амплитуды генерации. Тогда она просто будет стараться подавить все изменения амплитуды. Но тут уж датчик не виноват.

именно так.


может подскажете схемку?

Чего, генератора? Вам сначала надо выяснить причину, а уж потом её преодолевать. Если колебания троса или вариации его толщины (это тоже возможно - он от нагрузки меняет свою длину и толщину) или он попросту не круглый - так вот если это всё много больше бугорков, то никакая схема генератора не поможет. Нужно просто фиксировать расстояние от троса до датчика.
Если наведённая ЭДС - надо развязать по постоянному току контур и генератор. Проверить это можно осциллографом.
А схем генераторов - вагон и маленькая тележка, на любой вкус.

расстояние фиксировано, трос не крутится

Ну, а насчёт наводок от намагниченного троса (или ещё что у Вас там движется)? Проверьте, подключив осциллограф к датчику (без подключения к генератору).
Кстати, проверить правильность работы Вашей системы можно без всякого троса - просто приближая и удаляя от датчика небольшой металлический предмет. Только не руками - надо точно измерять расстояния от предмета до зазора датчика.

подносим, убираем мет предеметы - реагирует.

Значит устройство нормально работает в статическом режиме. Ищите причину - чудес не бывает.
Если приближение - удаление предмета на величину не более "бугорка" даёт явный перепад на выходе, как может всё это не работать на тросе?

Видал такое решение:
К тросику ставилась головка, которая питалась импульсами и наносила на тросик магнитные метки.
А на калиброванном расстоянии от нее - датчик магнитного поля. Скорость тросика подсчитывалась по времени переноса метки от головки до датчика.

Интересная идея. А метки наносились через определённое расстояние или через определённое время? Ведь чтобы наносить метки по расстоянию, требуется знать смещение троса. А если это известно, чего тогда измерять? А если метки по времени - то мы и считывать будем эти же метки с той же частотой их повторения. И что мы измерим - неравномерность движения?

Но время же возникновения метки известно.
Даем импульс на головку и начинаем считать время, пока метка появится в области датчика. В чем проблема?
После того, как метка считана, даем следующий импульс...


Это правильно, но сложно.

Я думаю, конструкция может выглядеть так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
На рисунке - сечение в плоскости оси.
Тросик проходит сквозь катушку (красная).
Где проходит тросик, на внутреннем канале полюсных наконечников, нарезана 6-заходная резьба с шагом, равном шагу свивки тросика (это и есть "гребенка"). Резьбу, чтобы не замусоривалась, можно залить чем-нибудь немагнитным, напр (эпоксидкой...)

Феррит такой конфигурации (с резьбой!) не найти. Я думаю, можно взять просто сталь, но разрезать на 2 половинки по плоскости рисунка - чтобы не образовывался короткозамкнутый виток. (Да и удобнее катушку положить).
Или можно отлить из компаунда- ферритовая крошка в эпоксидке, или порошкообразный пермаллой.

В таком виде идея рабочая, но с некоторыми недостатками:
1. Если скорость троса невысокая, то время прохода метки от катушки к датчику может быть значительным, и всё это время положение троса будет неопределённым. Фактически, перемещение троса будет измеряться в дискретных шагах, равных расстоянию от намагничивающей катушки до датчика. Если это устроит ТС, но вполне рабочая идея.
2. невозможно определить направление движения - но это ТС, как я понял, и не нужно.
3. Самое главное - точно определить положение метки под датчиком довольно трудно: намагниченная область будет довольно значительной по длине троса (несколько его диаметров), и определить центр этой области можно лишь с некоторой ограниченной точностью. Это значит, что расстояния меток по тросу будут нестабильны. А поскольку перемещение троса определяется подсчётом меток (которые каждый раз будут затирать предыдущие метки), это приведёт к накоплению ошибки определения троса. Таким методом достоверно можно измерять только скорость движения троса, но ТС-то нужно именно положение. Подсчитывать жгутики или вращение ролика всё-таки надёжнее.

Эта конструкция под какой метод измерения? "6-заходная резьба с шагом, равном шагу свивки троссика" - прекрасное конструктивное решение. А если трос будет заменён на другой?
(прошу прощения, но пишите, пожалуйста, "тросик" с одним"с", а то режет глаз).

Под индуктивный. Катушка питается переменной несущей, которая модулируется прохождением зубцов.
Ну можно еще попробовать вставить катушку в контур и мерить его резонансную частоту (хотя, имхо, навряд такое даст хороший результат, потери великоваты)

А автор ставил условие пригодности с тросиками разных типов?

Спасибо за замечание. Век живи - век учись. Есть пробелы и у меня...
Поправил.

Само собой, дифференциально к сигналу и синфазно к помехам, а именно — четыре провода рядом и параллельно косе троса, крайние — общий провод, внутренние — сигнальные, а насчёт воды и прочего — мне приходится повторно напоминать Вам вопрос — куда в данном случае вдруг сгинула заявленная Вами для датчика другого типа "тонкая, но прочная стенка".

Ещё один реальный тип датчика — бесконтактный механический, т.е. дуть компрессором в канавки кос троса и измерять изменения давления этого потока. Для демонстрации можно взять компрессор тонометра и электретный микрофон.

Здесь есть одна тонкость - резонансная частота может меняться только если она очень низкая, т.к. трос - очень плохой сердечник.
А на высокой частоте можно мерить только потери. Но в Вашей конструкции трос находится внутри катушки соосно, т.е. в каждый момент времени общий объём металла внутри катушки будет постоянным, а значит и потери тоже будут постоянны. Вот если бы Вам удалось направить магнитное поле катушки поперёк движения троса так, чтобы воздушный зазор между тросом и магнитопроводом модулировался жгутиками, то тогда бы это был бы идеальный вариант для ТС - потери в катушке имели бы очень сильную модуляцию при движении троса.

Не очень плохой, так как свит из множества весьма тонких нитей, идущих вдоль поля. В этом смысле он подобен наборному сердечнику трансформаторов, из пластин. Только сталь - магнитожесткая, будут потери на перемагничивание.

Так они и идут в зазоре полюсного наконечника перпендикулярно. И модулируются на совпадении жгутиков с зубцами резьбы. Для того она и нарезана.

Придумал Канал в полюсном наконечнике с одной стороны делаем гладким, а на другом конце вместо резьбы вставляем стальную пружину с соответствующим шагом навивки. Ее можно сжимать, подгоняя к шагу различных тросиков...
Но чувствительность будет на порядки хуже.

Трос меняться не будет, но вот нарезать 6ти заходовую резьбу, да еще и в феррите, сомневаюсь, что кто то такое сделает



катушка намотана на каркас, в который вставлен пустотелый сердечник с поверхностью,а-ля гребенка троса, так?

Нарежьте на фторопласте, а потом отлейте в эпоксидке с толченым ферритом.


ЗЫ
наверно можно и катушку сразу залить, типа моноблок получится

Нет, катушка на немагнитном каркасе, а гребенка - это зубцы резьбы на концах, см рисунок.
важно, чтобы совпадение было на обоих концах одновременно, т.е. шаг должен соблюдаться по всей длине. Если это трудно обеспечить, то один конец лучше сделать гладким отверстием, без нарезки.

вы же понимаете, что невозможно обеспечить соосность гребенок феррита и троса?
и еще, в чем преимущество данной конструкции?

Ну, так значит всё-таки плохой!


Из Вашего рисунка я понял, что участок троса находится внутри катушки и силовые линии её поля идут там вдоль троса. И не важно, как силовые линии будут выходить из неё - добротность контура модулироваться не будет.

Он не ставил такого условия, но я думаю, что рано или поздно трос придётся менять. И если у него будет другой шаг навивки, то придётся менять не только коэффициент пересчёта витки-длина, но и делать новый датчик.

ТС так и не сказал, почему он упрно не хочет измерять перемещение троса измерительным роликом?

потому что измерительный ролик - механика, а мы всегда стараемся заменить механику там, где есть смысл и возможность. Также, среда достаточно пыльная, влажная. В итоге колесико перестанет крутиться довольно быстро.

Участок троса внутри катушки для модулирования значения не имеет. Там силовые линии идут вдоль троса. (И замыкаются по внешнему корпусу датчика).
Но они проходят через два зазора. Ширина этих зазоров сильно зависит от совпадения зубцов резьбы с навивкой троса. Причем два зазора (на противоположных концах) соединены на магнитной силовой линии последовательно. Если шаг соблюден правильно, то они модулируют синхронно и дают удвоенный эффект.

Преимущество в том, что отклонения от соосности не имеют большого значения, потому что феррит охватывает тросик симметрично со всех сторон.
Ожидаю, что другое преимущество - в повышенной чувствительности, но этому требуется проверка.

Обдумывая конструкцию, я нашел более технологичное решение.
Надо взять просто две чашки из карбонильного железа, и выпилить в центральном отверстии 6 зубцов со скосом, так, чтобы шли (по толщине) приблизительно вдоль направления свивки жгутиков.
Карбонильное железо очень мягкий материал, легко обработается надфилем.
Большая точность тут не нужна, потому что две половины всегда можно повернуть на необходимый угол относительно друг друга так, чтобы зубцы совпадали со жгутиками троса на обоих частях синхронно (настраивать по максимуму сигнала).
Вот рисунок.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вы конечно можете крепить как пожелаете, но я бы зажал чашки между вот таких вот шайб из антифрикционного материала (баббита), с отверстием чуть больше диаметра троса. Эти отверстия будут защищать сердечник от случайного прикосновения бегущего троса - иначе мгновенно спилит зубцы, оглянуться не успеешь.

Вы здесь кардинально заблуждаетесь.
Если бы мы измеряли индуктивность датчика, то Ваши рассуждения имели бы право на существование, потому что индуктивность зависела бы от зазоров в общем магнитопроводе. Но это возможно только на очень низких частотах (я уже об этом писал), для определённости скажу точнее - уже 100 Гц для такого сердечника как трос - уже очень высокая частота. А частота полезного сигнала может быть гораздо выше 100 Гц. А должно выполняться непременное условие - частота генерации много больше частоты модуляции. Поэтому отбросьте всякую мысль использовать трос для изменения индуктивности.
Реально измерять можно только потери, вносимые тросом, как проводящим предметом (а не ферромагнетиком), в колебательный контур, образованный катушкой датчика и конденсатором в схеме генератора. Поскольку внутри катушки проходит 100% высокочастотного поля, создаваемого ею, и всё это поле будет эффективно гасить материал троса на всём протяжении катушки, то уже будет абсолютно неважно, какие на концах катушки зазоры. Добротность такого контура всегда будет крайне низка.
Чтобы добротность контура была высокой, нужно чтобы вблизи катушки не было никаких предметов, в которых бы могли возникнуть вихревые токи. Т.е. трос должен быть далеко от катушки, чтобы магнитное поле через него не проходило, или задевало минимально.
Чтобы добротность контура понизилась, нужно чтобы к катушке приблизился проводящий предмет, чтобы магнитное поле "задевало", "омывало" его, в общем - возбуждало в нём эти вихревые токи Фуко и тратило на это энергию колебаний контура.
Из всего это следует железный принцип - чтобы измерять изменение добротности трос (или один из его жгутов) должен лишь иногда появляться в пределах досягаемости магнитного поля датчика.
Объяснил, как мог.
Кстати, в чём Вы сделали такой шикарный рисунок?

После 10кГц соглашусь с этим без всяких оговорок.



Надеюсь Вы слыхали, что линии магнитного поля замкнуты ВСЕГДА.
А это значит, что часть силовой линии проходит внутри катушки, а другая часть - по ферриту снаружи. Материал сердечника не может магнитное поле уничтожить.
Другое дело, что энергия магнитного поля сосредоточена преимущественно внутри катушки, глупо было бы с этим спорить. Как и с тем, что эта энергия может рассеяться в тепловые потери.
Однако у нас же не стоит задача передать по тросу заметную энергию с минимальными потерями. Достаточно для регистрации в качестве сигнала даже и небольшого остатка.
Цель усилий - получить выигрыш этого сигнала на фоне помех. И, на мой взгляд, осевая симметричность конструкции обеспечит именно подавление помех от механических колебаний тросика.

Вихревые токи всегда лежат в плоскости витка. А в плоскости витка - т.е. в сечении поперк, тросик разбит на тонкие нити, так что о сколь-нибудь заметных вихревых токах говорить вовсе не приходится.
Но потери на гистерезисе могут (и наверняка будут) существенны. Тем не менее, на 1кГц я все же попробовал бы, поскольку затраты усилий на второй вариант не настолько уж велики.

Можно сделать такой трюк: намотать вторую секцию катушки, имеющую такое же число витков, СНАРУЖИ, поверх ферритового сердечника, так же соосно внутренней, но в противоположную сторону.
Произойдет следующее.
В полости внутренней катушки поля обеих, противонаправленных катушек, компенсируются и будут равны нулю. То есть там, где сквозь катушки проходит тросик, поля не будет. Поле окажется вытесненным в промежуток между внутренней и внешней секциями, то есть как раз туда, где находится ферритовый сердечник. И этот феррит эффективно, с минимальными потерями, подведет энергию поля к зазору с тросиком.

Лично я полагаю такое дополнение как избыточное, но попробовать все же небезынтересно.

в Максе. Очень удобный инструмент. Если знать, где что в нем лежит и помнить несколько простейших принципов работы, то с ним легче чем с Корелом.
У Фотошопа был слоган "Фотокамера вашей мечты". Но фотокамера мечты - на самом деле это Макс. Страшно подумать, сколько времени я бы затратил, чтобы что-нибудь эквивалентное по подробности сделать в Кореле, не говоря уже о Пайнте. А с Максом - и текста не надо: зримо можно показать, что придумалось.

[поправлены опечатки]

Попробуйте на Вашей "подкове" намотать две идентичные обмотки и включить их по мостовой схеме:

Не это ? 25 лет прошло...

Это единственное, с чем соглашусь безоговорочно. Всё остальное могу более или менее аргументированно оспорить, но лучше обратиться к судье: эксперимент - критерий истины.
За информацию по Максу спасибо. Впечатлён.

Поясните, пожалуйста.

Это.
А что, для законов физики 25 лет - это разве срок? ))



ЗЫ
Но об индуктивном датчике я рассуждал не оглядываясь на ту схему. Просто соосность - в обоих случаях наиболее выгодная компоновка. Моя фича - это нарезной канал полюсного наконечника (или зубчатое отверстие как вариант).

Примерно так:

Решил таки потратить пару минут и закруглить этот неловкий диалог с самим собой, подув паяльником на возимую пальцем перед микрофоном блистер-ленту и пропустив полученную запись через ФНЧ 30 Гц в звуковом редакторе:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Я бы просто намагнитил тросик "зеброй".

Конечно реально.
Например, LC-генератор, где индуктивность с зазором установлена к тросику, далее детектирование и адаптивная фильтрация на аналоговой базе или на МК, на чем умеете.
На мой взгляд, проще и дешевле аналоговая ИК-пара открытого типа, например, TCRT1000, а далее адаптивная фильтрация на аналоговой базе или на МК.

А если взглянуть на задачу в общем, то у троса есть два конца, и, если не обязательно "подслушивать" его перемещщение посередине, то, и тд... В автомобилях, например, с этой задачей успешно справляется ДПДЗ.

В данной теме, впрочем, почти как и всегда - значительная недосказанность. Отсюда и масса инженерных фантазий.

Ага))) Мне понравилось предложение с карбонильным сердечником) вот, только, надыть еще трос в дырку как-то пропустить, ибо сердечник колоть-одевать-клеить ваще не алё)))

А мне понравилось остроумное предложение показать трос оптической компьютерной мыши. Вот только влажность и пыль мешают.

Долго ли он будет "помнить"? Я, конечно, не знаю, но может быть трос бывает на солнцепёке, а при нагреве он размагнитится.

Влажность и пыль, порой, губят на корню самые смелые инженерные решения)

Всем спасибо за обсуждение и помощь, схему сделали, работает. датчик - кольцо с выпиленным зазором 1мм.
Все же интересна стала идея датчика из карбонильного железа, так в итоге,будет работает идея или нет?

И Вам за обратную связь - спасибо!

А это нам было бы крайне интересно узнать от Вас! Попробовавши, получилось или нет, и работает ли в чем-то лучше.

Всё же сообщите, пожалуйста, в чём была причина проблем с этим кольцом, если, конечно, Вы это выяснили.
А насчёт идеи с фигурным вырезом - не жалейте, не зовите и не плачьте. Для измерения добротности контура такая конструкция принципиально непригодна. Максимум, что можно - пытаться измерить изменение индуктивности, и то под сомнением, т.к. рост потерь в контуре с ростом частоты не даст провести измерения на нужных высоких частотах. Не говоря уж о

И ещё для меня осталось загадкой: если Вам не важно было направление движения троса, значит ли это, что он бесконечный (замкнутый)? Как тогда Вы сделали стык концов троса?

Проблема не с кольцом,а с тросом. Он был немного намагничен, т.к. сделан из углеродистой стали. И проблема роста амплитуды никуда не исчезла, мы ее просто нивелировали. Развязать контур по постоянному току, как вы советовали не получится, точнее постоянку развязать не проблема, но наводится как раз переменная ЭДС, при том что фаза, частота полностью соответствуют гребенке. В итоге на выходе схемы мы имеем уровень 300мв при самом медленном движении и 1В при быстром, ставим компаратор с порогом 300мв и на выходе получаем импульсы, одинаковые по амплитуде в независимости от скорости движения. Может не совсем верное решение, но оно работает.

Трос не замкнутый, нам надо фиксировать сам факт его прямолинейного движения и не важно в каком направлении.



1t уже сделали и адаптивную фильтрацию делаем в мк, вторая идея конечно проще, но пыль + влага сделает ее неработоспособной очень быстро.



Огромное вам спасибо за потраченное время, вполне возможно, что высказанная вами идея кому то пригодится. Для нас она оказалась не очень технологичной.


Это мы поняли, а схему можете пояснить?

А какие пояснения Вам хотелось бы услышать? Вроде, стандартная мостовая схема...
Единственное, Вам необходимо будет подобрать инструментальный усилитель. Я в своих экспериментах использовал AD8129...

Неважно как, главное, чтобы проблема была решена. Однако развязка, о которой я говорил, должна была хорошо "давить" частоту модуляции, вплоть до максимального её значения, и при этом хорошо пропускать и не сильно "крутить" фазу на частоте генерации. Для этого надо лишь посильнее разнести частоты модуляции и генерации и уменьшить ёмкость, развязывающую контур с генератором по постоянному току. Это самое простое решение.

И всего-то?..
Поставьте перед датчиком (на достаточном расстоянии от него) к тросу соленоид 50Гц, проходя мимо которого трос будет размагничиваться.
(Чтобы остаточной "полосатости" от 50Гц не оставалось, поле соленоида должно ослабевать по направлению движения не резко, сердечник должен быть не вплотную, или даже лучше вообще без сердечника.)

Ребята, я опять за советом))
теперь возникла новая проблема, впрочем она была предсказуемая. трос все таки может в небольших, на пол оборота - оборот максимум, прокручиваться, а импульсы которые поступают в следствии этого, имеют такую же форму, как и при прямолинейном движении. Может есть мысли у кого по обработке? Заранее спасибо.

Если не секрет - что это у Вас за устройство? Просто чтобы представлять возможности/ограничения.

к сожалению не могу сказать, руководство будет больно кусаться)))
Но представьте себе тросик, который натянут не очень сильно, и находится в фиксированном положении. Необходимо регистрировать его движение, которое может быть как медленное, так и довольно быстрое (рывок).

Ну, хорошо.
Нагрузка, т.е. натяжение троса меняется? Тогда будет меняться его длина при неизменном количестве витков навивки. Это может привести к ошибкам измерений
Имеется начальная бобина, на которую / с которой мотается трос? Может быть ловить не гребешки троса, а гребешки на этой бобине, пусть даже искусственно поставленные. Во всяком случае это исключит ошибки из-за вращения/скручивания/раскручивания троса.

для сколь нибудь заметных изменений длины потребуется приложить довольно таки большое усилие, примерно 20000Н,так что вариант удлинения троса убираем, бобины нет, концы троса фиксированы.
Даже если мы делаем направляющую, фактически это трубка диаметром 5мм, трос 4.7, 3 десятки оставляем как зазор. Меньше делать нет смысла, трос все равно через какое то время разобьет диаметр.

А вот если мы тросик пропустим через кольцо с обмоткой и измерять добротность? Кто то уже высказывал такое предложение? По идее, при колебании в самом кольце ничего меняться не будет, а при движении через него?

Понятно.
А с каким разрешением нужно выявлять движение троса (какой шаг фиксации)?
Есть ли возможность поставить такой же датчик на достаточно удалённом расстоянии от основного, чтобы попытаться выделить вращения троса?


Не представляю, о чём Вы говорите, но имейте в виду, что для того, чтобы магнитное поле хоть как-то замечало трос, нужно, чтобы оно вышло за пределы кольца и "задело" трос, чтобы возбудить в тросе токи реакции. От этого только и изменяется добротность катушки на кольце.
Насчёт идеи разметить трос "зеброй". Вполне здравая идея, но при условии периодического обновления разметки (калибровки). Есть такая возможность?

на датчики выделено 30мм длины