есть желание измерить скорость падающей капли.
потом вычислить вес ну и все что потом за этим следует.
Идея такая на момент отрыва поставить два детектора с расстоянием 10 см.
Подскажите каким способом лучше детектировать.
ёмкостной, индукционный, IR.
Домашняя поделка не очень охота пробовать все способы подряд.
Может у кого есть опыт?

Сэр! Может поделитесь мэтодом вычисления веса падающего тела по его скорости?...

для вычисления массы надо диаметр капли.
а скорость для скорости и энергетики.

Поищите сборник лабораторных работ по физике МФТИ в старой редакции. Черный и толстый.
Там методика описана, но для экспериментального измерения скорости падения дробины. Учитывается все, вплоть до сопротивления воздуха и его зависимости от скорости.

Результаты под теорию подгоняются плохо. Лично проверял )

И ещё ее форму. А она, насколько я знаю, далека от каплевидной (равно как и шарообразной).
Вообще-то оптический способ напрашивается, принцип прерывания луча света. Хотя, по совету NickNich, посмотрю сегодня дома в лабник.

Budu zhdat'

С каплями напрашивается фотоаппарат и стробоскоп.
Ктсати, "все что за этим следует" давно промеряно и исследовано метеорологами.

Предлагаю такой способ:
Цифровой фотоаппарат(на длинной выдержке) и стробоскоп.
Для начала можно поэкспериментировать с каплей падающей на темном фоне и люминисцентной лампой в качестве освещения - может получится.

P.S. меня опередили)

интересно не будет ли интеграл по выходу от датчика давления пропорционален массе капли ударившей об датчик (при условии наличия скорости капли)?

я как раз хочу от обратного. не фотографию для физики, а физику для фотографии.
хочу делать такие снимки. хобби у меня такое.
а то надо сделать 1000 снимков чтоб получить 1 хороший.
Повторяемость низкая. такой вот грибочек вышел только один раз.
пока думаю про лазер. диоды сейчас можно свободно купить.
форма важна, но для начала она у меня будет круглая.!!!

http://www.pbase.com/daria90/colour_collision_splashes

Фотки потрясные, жаль помоч ни чем не могу. Могу только пожелать удачи

Простите, о каком датчике давления идёт речь?

Вы ввели меня в смущение. В лабник посмотрел (у меня он 1983 года), нет там ничего подобного; есть только измерение скорости пули. Вашему покорному слуге из той духовушки тоже пальнуть довелось.
Признайтесь: наверное, Вы немного меня обогнали?
Или делали лабу, которой нет в лабнике (таких, кстати, было весьма много)?

Это кумулятивная струя!

ЗЫ. А ежели по звуку синхронизацию делать???

тоже думал но не уверен что услышу как капля с водой соприкасается.
да и скорость звука. может мало будет.

strain gauge или пьезодатчик чтоли


если траектория капли известна - то китайским лазером и фотодиодом по отражению или поглoшению при пересечении можно попытаться.Надо что капля пролетала через светозашишенный цилинд где все эта хиромантия будет устанавливаться .

Благородный дон шутить изволили-с? Если нет, то скорость, с которой Вы успеваете нажать на спуск, должна быть просто потрясающей.

Щелчок при ударе легко засечь любым микрофоном.

Хватит, не сомневайтесь.

А конструктивно это как должно выглядеть? У большинства датчиков давления дырочка ма-ахонькая...

ЗЫ. Есть закон сохранения импульса, от него и нужно плясать.


При использовании лазера цилиндр, скорее всего, не понадобится.

Так и я об этом - mv квадрат) пытаюсь энергию датчиком давления или массы измерить. Наверно есть load cell на малые размеры Для случая ювелирных изделий что то подобное применяется.
А датчик давления воздуха наверно тоже можно использовать - если сделать герметичную мембрану с плоской поверхностью сообшаюшуюся с датчиком давления.




Цилиндр для того чтобы малыми силами исключить засветку датчика при сильно освешенной комнате - снимка движушегося обьекта должна вестись на малых выдержках фотоапарата при хорошем освешении а стробоскоп имхо может блики давать.

adds :
вот здесь вроде бы описывается пьезокристал для измерения кинетической энергии капли :
http://www.apsnet.org/phyto/PDFS/1998/0706...0by%20sensor%22

как насчет задержек:
1. капля соприкасается с поверхностью жидкости (событие уже произошло) - в момент соприкосновения образуется звуковая волна.
2. звуковая волна распространяется от точки удара капли в поверхность до точки расположения микрофона (гидрофона). Из практических соображений расстояние до микрофона будет несколько десятков см. Для 10см задержка распространения в воздухе будет 300us, в воде - 66us.
3. Сигнал должен быть принят, обработан и должно быть выдано управляющее воздействие на камеру. Тоже задержка ??us
4. задержка на срабатывание спускового механизма камеры ??us или ms?

По моему лучше камеру синхронизировать с упреждением - по моменту пересечения падающей каплей зазора в оптопаре.

Прочитать сейчас нет времени, но боюсь, что измерение энергии капли - задача не из лёгких.
Для того, чтобы это сделать, нужно точно рассчитать динамику удара капли о датчик, измерить массу капли, а также остаточную энергию "осколков". Величины "второго порядка малости" сюда не включены.
Импульс капли измерить также непросто. Для этого нужно обеспечить "прилипание" капли к датчику, ну, и динамику удара учесть и соотнести с динамикой датчика.

Возможно... Однако, если спуск достаточно быстрый, со звуком должно всё получиться - образование кумулятивной воронки и "выстрел" - довольно длительный процесс, различимый даже глазом. Можно также попробовать видеосъёмку...

Лазер побороть засветкой трудно... Особенно со светофильтром на приёмной стороне...

2 KA_ru

A какую выдержку Вы используете при сьемке и чем снимаете? предполагаю что не всякий апарат может снять такое.

Вполне возможно.
Но это была не стрельба из воздушки во вращающийся диск (что-то типа определения скорости полета пули), а полноценное определение скорости падения круглой дробины в атмосфере.

Установка по памяти - дробина электромагнитом крепилась на высоте 1.5-2 метра. Сброс производился по кнопке. По этой же кнопке запускался счетчик импульсов на тиратронах - офигенная веЩ, никогда таких больше не видел ) Там лампочки по кругу мигали. Вроде бы фиксировались пролеты дробины через пару контрольных точек - фотоэлементами.

Предварительная подготовка - раз десять померять радиус дробины под разными углами. Определить средний радиус и дисперсию. Для эксперимента подходили дробины, у которых дисперсия радиуса была меньше некоторого порога. Потом эта дробина взвешивалась.

Температура воздуха в помещении определялась по термометру - давление по барометру а влажность по психрометру.

Для дробины записывалось уравнение динамики свободного падения в атмосфере с учетом формулы Стокса (сопротивление воздуха для движущейся сферы). Потом по времени пролета контрольных точек проверялась справедливость этого уравнения.

Короче, пришлось подгонять ))

Ну, это естественно.
В случае капли расчёт ещё более затруднён, из-за неопределённости её формы (она сильно сплюснута снизу, и в меньшей степени - сверху). Кроме того, форма зависит от размера капли.

Задержка спуска с пультом не больше 0.3сек. Чисто механическую пока не выяснил.
надо будет сделать робот нажатия и измерить.
для начала попробую звук, потом, сделаю стабильную частоту капель,
пумпа и датчик давления есть, если не хватит времени выдержки, лишние капли можно сдувать.
Выдержка в фототике быстрая по доке 1/4000.
Вес капли постараюсь задавать толщиной стержня-отрыва.

можно контролировать отрыв капли, например, так: заряжаем (разумеется резервуар должен быть изолирован) резурвуар, когда капля отрывается, заряд естественно, изменяется, капля уносит часть заряда ( маленький, не спорю) и отдаёт его к тому резервуару, куда падает (тоже контролируем заряд)



а вообше даже задачка такая есть, что размер (то есть по сути масса) определяется коэффициентом поверхностного натяжения, плотностью, ускорением свободного падения - капли должны быть все одинаковые (по большому счёту)!!

Есть такая тема: CIJ Это технология непрерывной струйной печати. Один из элементов такого принтера – фазовый детектор капли. Я немного занимался этим. Метод измерения чем-то похож на описанный в предыдущем сообщении. Технология хорошо изучена. Пишите на мыло, если есть вопросы.

как вариант ... есть семейство быстрых видео камер, используются например для краштестов итд...

Я примерно год назад плотно занимался скоростной фотографией, результаты немного есть тут Скоростная фотография. Могу сказать что надо отдавать предпочтение оптическому методу синхронизации везде где это возможно - отсутствуют ложные срабатывания вспышки и погрешность из-за скорости звука, которая довольно мала для опытов с воздушкой. У меня было так: пускается лучик от лазерного модуля, проходящий за кадром, в месте где должен пролететь предмет, а синхронизация осуществляется через блок задержки. Капля чистой воды преломляет луч вполне достаточно для надежного срабатывания компаратора.
Снимать только в темноте, нужный момент высвечивать вспышкой - у фотоаппаратов лаг между нажатием кнопки и фактическим снимком бывает нестабилен (например, мой кэнон 350Д дает задержку около 100мс на свежем аккумуляторе и открытой диафрагме, когда аккумулятор подсаживается она возрастает до 120мс, если снимать макрообъективом на диафрагме 32 - может доходить до 170мс: аппарат ждет когда объектив отработает).
Крайне желательно импульс вспышки покороче, но это совсем другая история...

Насчет скорости капель мы используем формулу, которую я привел в прикрепленном документе.

Форма капель зависит от их размера. Мы используем апроксимации которые на картинках. Занимаюсь изучением турбулентности в дожде с помощью допплеровско-поляриметрического радиолокатора, поэтому результаты ваших измерений могут быть интересны для нас