Тяжко вам придется без вибростенда.С помощью предложенного вам развлечения (я про электрическую сторону)-явное барахло вы уберете.А не явное не сможете.Вы бы поискали нормальные датчики.И ,если не военная тайна,что вы творите?
В правильном датчике нет резонансов в рабочей области.


Если честно-не помню.Но хорошее "обратное" АЧХ не гарантия нормальности датчика.
А при высокой добротности-элементарно просмотреть.Нужен характериограф.

Да наверно правильнее будет найти другие датчики, чем покупать вибростол и чтото на нем смотреть. Но пока ничего лучшего не смогли найти (из российских производителей). А делаем, точнее пытаемся сделать охранную систему с сейсмо-каналом.

Может стОит посмотреть на MEMS-акселерометры? Для такой задачи хватит и 1-осевого. Взять какой-нить малошумящий на 1.5g и фильтрами (имхо, удобнее в цифре) отрезать лишнее. Предполагаю, что Вам будет интересна полоса 1..25-30 Гц.

Пробовали их. К примеру MMA7260, аналогдевайсовские ADXL не помню цифры, ну что сказать- для систем безопасности в машине они замечательно подходят, померять вибрацию механизма -тоже, а вот услышать шаги человека на расстоянии 10м- это уже проблема. К сожалению шумы очень сильны у них.

У меня к вам 3 вопроса:
1 те датчики,что вы используете (разбираете) вас устраивают по чувствительности и тд и тп?
2 зачем вам вообще равномерность АЧХ?Вы что собираетесь определять по вибрации расстояние до супостата?(это один вопрос из 2х частей)
3 250 Гч полосы - не многовато?

по-моему, самые шумные, что видел.

а грузовик в 100 м или трамвай в километре не будут мешать? может проще сделать систему с распределенными датчиками?

2 xemul: Во первых я не один над этими вопросами бьюсь, у нас работает целая группа, сказать могу однозначно- мэмс-акселерометры НЕ ГОДЯТСЯ. К примеру самые лучшие мэмс имеют 0.3милли-Жэ, для обнаружения человека на расст.15-25м нужно порядка микро-Жэ или даже меньше. Так что судите сами как говорится.
По поводу трамвая -как раз это и есть самая интересная проблема- по форме и спектру сигнала определить что это трамвай или человек.

2 Евгений:
1) устраивает с одим большим НО-они чуствуют звук очень хорошо, с этим сейчас тоже боремся и пока безрезультатно. Кстати датчик называется ПС-004.
2) уже ответил xemul'ю
3) может быть и многовато, мы сами еще не знаем пока. на больших расстояниях -порядка десяти и более метров в спектре уже нет таких высоких частот это правда, но...вобщем запас как говорится в одно место не тыркает

Это как сказать (про тырканье)
Про звук можно поподробнее.Весьма интересно.Откуда вы его берёте?Это про звук.Вы хотите сказать что кроме вибрации от ног вы получаете и сигнал от голоса?

Да, если зарывать в землю датчик наверно звук будет меньше проникать, но в данном конструктиве зарыть его нет возможности. А так когда датчик лежит на столе то подключенный осциллограф меряет сигнал как с достаточно чуствительного микрофона- порядка сотен милливольт если посвистеть.
Датчик находящийся в нутри пластикового корпуса, лежащего на земле (для хорошего сейсмоконтакта на корпусе есть метал.штырь, который вбивается в землю) также слышит человека лучше именно по звуку, чем по сейсмике (расстояние порядка 10м). Особенно если у человека шелестят штаны или куртка

А почему вас смущает диапазон 250Гц? больше обработки?

Понятно.Звук можно только отфильтровать.Если спектр шага низкочастотнее звука.Поэтому и смущает.Этот эффект мне знаком.Ваша поверхность вибрирует от звука и датчик все это преобразует в электричество.Его для этого и делали.Природу не обманеш
Возможно гадит провод от датчика.Он у вас с графитом,те вибростойкий?

Мне кажется есть смысл попробовать в качестве датчика обычную пьезопищалку с приклеенным грузиком.
А усилитель использовать как в пьезомикрофонах, т.е. просто полевик с питанием через нагрузку.
Вам же нужен максимально дешёвый вариант?
Полосу надо ограничить до 0,1 - 5Гц.
Датчиков желательно использовать 3 - 4.
И применить корреляционную обработку с диапазоном задержек соответствующим Вашей зоне наблюдения между сигналами с разных датчиков, этим Вы подавите помехи от трамваев и даже сможете увидеть траекторию движения.

Тут я слегка погорячился, с такой длиной волны не получится.
Но трамваи отфильтровать слегка всё-таки можно.

Датчик и сделан на основе кварцевой пластины с грузиками по центру. Провода обычные, все запрятано в пластмассовый корпус в виде таблетки.
По поводу вашей идеи с датчиками- это опробованный вариант? Есть какойнить док или референс в интернете почитать? Впринципе ничего не мешает записать сигнал с полосой 250Гц и потом урезать ее до 5Гц в том же Матлабе например. Точнее сигналы записанные у нас есть -целая куча, но вот обработать с учетом расстояний до источника это мы не пробовали делать.
Не совсем понял каким образом я пойму что один сигнал ложный а другой полезный?
Кстати есть проблема с синхронизацией сигналов от разных датчиков- они передают данные по радиоканалу, который грубо говоря асинхронный, т.е в узлах нет единого времени.



Предположение такое- надо пластину прятать в звуконепроницаемый корпус, желательно массивный металлический. Но по массо-габаритам у нас очень напряжно, больше 100гр сделать просто не можем.
Звук мы можем отфильтровать и в цифре, проблема в том что сигнал шагов например имеет макс.всплеск на частотах 60-80Гц. Это к тому если делать классификацию сигнала по спектру.

Нет, не опробованный. Но вполне может оказаться чувствительнее.

Полезные сигналы, к примеру от центра площадки, будут иметь одинаковую задержку и коэффициент корреляции будет максимальным. Сигнал же снаружи площадки будет иметь временной сдвиг пропорциональный разносу датчиков и корреляция будет слабее. Поскольку сигналы от шагов очень низкочастотные, то фазовые задержки будут тоже небольшими и корреляционная обработка большого выигрыша не даст.
Можно ещё для распознавания попробовать формировать кардиоидную диаграмму направленности, как в приемниках для охоты на лис.
Для дальних сигналов с одинаковым уровнем на всех датчиках должно работать.


А это именно через грунт? Не через воздух?

А для чего, я извиняюсь, делать относительно широкополосный усилитель, оцифровывать кучу ненужной информации, передавать, записывать её куда-то, чтобы затем "урезать"? Какой в этом смысл? И как, мне интересно, сигнал шагов может иметь макс.всплеск на частотах 60-80Гц? Это шаги сороконожек? Есть какое-то объяснение?
Мне что-то Ваши опыты поиск торсионных полей напоминают...

Да через грунт.

Чет я совсем запутался- то вы говорите что в центре площадки коэф.корреляции будет максимальным, а потом пишете что корреляц.обработка большого выигрыша не даст.
По поводу кардиоиды -есть такая тема, особенно хорошо работает с микрофонами. В почве же очень много неоднородностей и на больших расстояниях сигналы на разные датчики могут приходить совершенно разными, поэтому вычислять между ними фазовый сдвиг просто не получится.



Я говорю то что есть на самом деле, мы этим уже не первый год занимаемся, и проблема эта не так проста как вам кажется.
Если вам уважаемый хочется пофлудить или вы пытаетесь уличить меня во лжи- можете подъехать и я лично Вам покажу записанные сигналы- с 16разрядного АЦП фирмы National Instruments и Брюль-Кьеровского акселерометра, на разных почвах в разных условиях. А то что вам "кажется" должно быть- не обязательно будет на самом деле

Для чего мне нужен "широкополосный" усилитель я уже писал выше- читайте текст внимательней, а "урезать" полосу я могу для проверки гипотезы уважаемого alexkok определения расстояния до цели. Для чего собственно мне не надо снова записывать сигналы в узкой полосе.

А с чего это вдруг такая реакция? Проблема эта как раз не проста, даже более непроста, чем кажется именно Вам. Раз Вы пытаетесь решать её, не имея ни вибростенда, ни нормальных датчиков, а зарывая пластину в землю и топая рядом ножками...
Во лжи уличать Вас я абсолютно не собираюсь. Я спросил лишь, есть ли у вас объяснение тому факту, что "шаги вызывают всплески на частотах 60-80Гц". Похоже, что нет. Несмотря на то, что "мы этим уже не первый год занимаемся"...
Возможно, я ошибаюсь, и у вас всё солидно, просто именно Вы немножко "не в теме"...
Уж простите, но такое сложилось впечатление от того, что Вы уже писали выше...

Да просто уважающий других (и в первую очередь себя) профессионал (ну или хотябы специалист) не станет кидать такие реплики типа:
"И как, мне интересно, сигнал шагов может иметь макс.всплеск на частотах 60-80Гц? Это шаги сороконожек? Есть какое-то объяснение? Мне что-то Ваши опыты поиск торсионных полей напоминают..."

Посему обсуждать с вами сложные научно-технические вопросы (в коих вы судя по вашим вопросам не разбираетесь) я не имею ни малейшей радости.

зы. так чисто из спортивного интереса. А вы знаете вообще что такое спектр? Ну хотябы начать с того что спектр импульса простирается до бесконечности вы вкурсе? А ваши шаги представляют собой синусоидальное воздействие на почву? Я так не считаю. Тогда делаем следующее умозаключение- кто гарантирует что спектр ваших шагов должен быть заключен в полосе от 0 до 5Гц?

зыы. да у нас нет вибростенда, вот такая мы бедная организация, или вы считаете что я его за свои личные деньги должен был купить. Так чисто из уважения к профессии??? ну тогда вот вам мой

Боюсь теперь шаг ступить - это-ж сколько энергии потеряю... из-за всяких умников-фурьелогов.

ну воть теперь еще и "умником" обозвали
и от кого? от самой Татьяны
все надо профессию менять пойду на рынок чайники продавать

Почему, интересно? Что крамольного в моей реплике Вы усмотрели?

Да на здоровье, обсуждайте их с теми, кто доставляет Вам радость. Достаточно того, что Вы в этих сложных вопросах разбираетесь. Точнее, считаете, что разбираетесь. Не стану даже спорить.

Никто не гарантирует. Но Вы говорили о макс.всплеск на частотах 60-80Гц. Откуда? Я просил Вас прояснить. Вы-то знаете, что такое спектр.

А что, Вы самый богатый в вашей бедной организации? У других есть, можно попросится провести испытания. Впрочем, вам там виднее...

-> Почему, интересно? Что крамольного в моей реплике Вы усмотрели?

Т.е это такая шутка юмора была да? я сам люблю пошутить, только Ваша реплика больше смахивает на простое ехидство. Если не так, скажите и я просто не буду обращать на это внимания.


-> Никто не гарантирует. Но Вы говорили о макс.всплеск на частотах 60-80Гц. Откуда? Я просил Вас прояснить. Вы-то знаете, что такое спектр.

Хорошо представьте сигнал в виде затухающей серии колебаний, с частотой повторения равной частоте ударов ногами по земле. Вот так выглядит сигнал с датчика ускорения. В этой пачке затухающих колебаний преобладают как раз частоты 60-80Гц. Что и показывает спектр.


-> А что, Вы самый богатый в вашей бедной организации? У других есть, можно попросится провести испытания. Впрочем, вам там виднее...

а вы случайно не в нашей организации работаете? так я загляну к вам со своим барахлом? разрешите попользовать ваш вибростол?

Вынужден вас огорчить.Если вы установите датчик внутри металлической коробки то вы АБСОЛЮТНО ничего не добьетесь.Условия распространения звука в твердом теле насапоставимо лучше чем в воздухе.Если есть желание попробуйте закапывать датчик в песок,обклвдывать ватой итп.
Вам нужно подумать в двух направлениях
Вы или посредством ЦОС удаляете звук,или попытаетесь использовать этот эффект во благо.
Кстати, если есть желание,посвистите на датчик ,когда он висит в воздухе.Влияние свиста на вых сигнал должно стать минимальным.Только не сдувайте(не качайте) датчик.

-> Вынужден вас огорчить.Если вы установите датчик внутри металлической коробки то вы АБСОЛЮТНО ничего не добьетесь.Условия распространения звука в твердом теле насапоставимо лучше чем в воздухе.Если есть желание попробуйте закапывать датчик в песок,обклвдывать ватой итп.

Я рассуждал как: если корпус будет массивный то его раскачка давлением звуковой волны будет мала, а поглощение звука внутри герметичной коробки защитит саму пьезопластину. По идее в этой коробке будут резонансы как в объемном резонаторе - их загасить звукопоглощающим материалом. Или я не прав?


-> Вам нужно подумать в двух направлениях
Вы или посредством ЦОС удаляете звук,или попытаетесь использовать этот эффект во благо.
Кстати, если есть желание,посвистите на датчик ,когда он висит в воздухе.Влияние свиста на вых сигнал должно стать минимальным.Только не сдувайте(не качайте) датчик.

Я понял вашу идею- чтоб давление с двух сторон пластины взаимно компенсировалось? Да пробовали работает чуть хуже чем в открытом корпусе, но все равно звенит. Наверно там уже работает эффект сдавливания пьезопластины звуковой волной. По сути и грузики действуют также- давят на плоскость пластинки?

Во всяком разе, обидеть Вас и не помышлял.


Всё-таки, затухающие колебания с этими частотами к собственно шагам отношения не имеют и связаны с паразитными колебаниями конструкции. Согласны? Что тогда в них информативного?

Wellcome, но и у меня вибростенда нет...

-> Во всяком разе, обидеть Вас и не помышлял.

Значит мы просто друг друга не поняли Ну значит замяли этот вопрос?


-> Всё-таки, затухающие колебания с этими частотами к собственно шагам отношения не имеют и связаны с паразитными колебаниями конструкции. Согласны? Что тогда в них информативного?

Я не специалист-сейсмолог, но думаю это резонансные особенности среды- есть масса(среды), есть упругость в среде(почва ведь упругая), а значит будут собственные частоты колебаний. То что они напрямую не связаны с шагами я согласен, но еще раз говорю- мы сравниваем картины спектров от тех или иных источников. Так если сравнивать машину и человека в диапазоне от 0 до 5Гц, то просто и то и то может давать одинаковую спектральную картину. При большой полосе их просто ЛЕГЧЕ отличить один от другого.

Я правильно понимаю что вы ходите брать только по земле и исключить сигналы воздуха? Тогда почему вы не сделаете датчик в виде штыря и не загоните его в землю целиком. Снаружи - только антенна.

Если датчик прикреплен к любой из стенок коробки-все будет бесполезно.Звук без проблем можно снять с массы в пару сотен Кг.Только с твердой массы-дерево,железо.
Да,но попробуйте дунуть в торец датчика.У вас как датчик выглядит?Я пользовался стандартным пьезоакселерометром-он как болт выглядит.

Если под выигрышем понимать улучшение С/Ш, то выигрыш будет небольшим и забитие сигнала помехой устранить не удастся.
Но его можно использовать для определения местоположения источника, внутри он или снаружи зоны.

А какое расстояние между датчиками?

А в реальной системе тоже 16 разрядов будет?

Хорошо тогда объясните почему брюлевский акселерометр массой 1кг совершенно не восприимчив к звуку? Каким образом они этого добиваются - там ведь тоже наверно цилиндр в полости которого закреплен датчик.



Вопрос- на какую глубину нужно загонять датчик чтобы полностью исключить звуковую волну? А если грунт- каменистый? как "зарывать"? Нет, все-таки я считаю, если есть возможность сделать датчик нечуствительным (или малочуствительным) к звуковым колебаниям- нужно его таковым сделать. А прятать датчик чтобы на него ветерок не дул имхо не правильно



А ну в этом смысле -то да.
20м.
Пока что 10бит + цифровая регулировка усиления, но планируем перейти на 16. Но как говорит наш идеолог и программист - 10 разрядов вполне хватает.

Не знаю.Что вы понимаете под невосприимчивостью.Если его закрепить на поверхность -воспримет.
Конструкцию вашего датчика я не нашел.Возможно он чувствует вибрацию по всем осям.

Ну лежащий на земле брюлик например практически не слышит голос человека.

Поигрался еще с датчиком ПС-004. Вобщем так:
1) Пластина висит в воздухе- чуствительность к звуку примерно одинаковая со всех сторон, но очень низкая. Чуствительность к вибрации -также очень низкая.
2) Пластина закреплена в корпусе датчика, без грузиков - чуствительность к звуку возрастает на порядок, также независимо от направления на источник звука. Чуствительность к вибрации также возрастает примерно на порядок.
3) Датчика с грузиками (который не разбирал). Чуствительность к вибрации еще больше в неск.раз, чуствительность к звуку- такаяже как у 2). Еще у него заметил характерный резонанс на частоте около 1000Гц (датчик висит на проводах), прижатие к поверхности стола не влияет на резонанс.

Вобщем выводы 1) корпус увеличивает чуствительность как по вибрации, так и по акустике. 2) груз увеличивает чуствительность ТОЛЬКО по вибрации.
Значит чтобы улучшить работу датчика нужно увеличивать груз?
Логично?

Я бы предложил вам найти и опробовать пьезоакселерометр,хоть брюлевский хоть наш.У правильного датчика мах чувствительность в одной плоскости(к 2 и 3 осевым это не относится).То что вы говорите про ваши датчики мне кажется странным.

Кстати а есть черчеж конструкции такого датчика? Интересно посмотреть как он сделан

Вешая грузик, Вы увеличиваете массу (инертность). Естественно, что восприимчивость к высокочастотным колебаниям у массивного тела упадёт. Кроме того, интересно было бы окружить получившуюся конструкцию упругим звукопоглощающим материалом. Да и вообще полезно покопаться в устройствах существующих сейсмодатчиков.

Например так.

А у Вас кварцевая пластина жестко на штыре сидит или через прокладку типа мягкой резины?

Если вы про брюлевский датчик- то я его не разбирал, вот как раз хочу найти конструкцию таких датчиков.
А в нашем -пластмассовый корпус в виде таблетки, на дне лежит пластинка-диск, она зажимается пружинным кольцом и пластиковой вставкой в виде кольца, сверху это все закрывается ответной крышкой корпуса.
Да пробовали обматывать датчик ватой и сверху облеплять пластилином- чуткость к звуку пропадает полностью, но блин -ставить "такое" в нормальное изделие?!



Нет я имел ввиду конструкцию внутренностей



Понятно что частота механ.резонанса снизится, да и стойкость такой пластины к ударам снизится до неприемлемого значения- я уже понял это. Надо искать другой выход. Кстати а какой материал из упругих звукопоглощающих посоветуете?

Пенополиуретан или хотя бы пористую резину стоило бы попробовать.

Полезно, думаю, будет добавить прокладки и металлический диск в качестве груза.
Тем более если используется 10 разрядный АЦП.
Механический ФНЧ уменьшит и помехи от наложения и из-за нелинейности усилителя.
Как я понимаю, раз питание от батареи то и усилитель с малым потреблением и узкой полосой, и вполне возможно получить детектирование и попадание продуктов в область сигнала. Это уже не отфильтровать.

А разве кто-то предлагал пластилин?

Куда прокладки?
Насчет диска не уверен- мне кажется пластинка работает на изгиб, если к ней приклеить диск, то о за счет своей твордости не даст изгибатся пластине.

По поводу нелинейности усилителя -вообщето я все проверял- подавал сигнал с генератора в рабочей полосе и выше нее, получал на выходе полный размах и смотрел на выходе спектр. Никакий искажений и тем более детектирования. Имхо если есть детектирование - это уже не усилитель извените, а черте что . Вот в канале микрофона такая беда была - не хватило скорости нарастания ОУ, пришлось заменить, благо цоколевка ОУ сейчас везде одинаковая. Кстати спектр в сейсмике, да и в акустике -быстро спадает с частотой, поэтому он очень удобен для усиления.

http://www.lcard.ru/lp-03.php3

На всякий случай. Может поможет.

Хорошие усилки наверно, но мне бы датчики
Но в любом случае спасибо

А кто-нибудь знает какое может быть выходное сопротивление
пьезоэлектрического сенсора давления на 700 градусах С ?
На 25С понятно оно порядка 1Е+10 Ом.

Выяснил, что выходное сопротивление может падать
до нескольких сот или даже единиц кОм
(Materials for High Temperature Acoustic and Vibration Sensors: A Review 1994).
А на сколько падает при этом выходное напряжение датчика?
Может кто сталкивался?

Выходной сигнал пьезодатчика не напряжение, а заряд. Усилители заряда (классические, из книжек) имеют нулевое входное сопротивление.

1. Во-первых не нулевое, а равно сопротивлению в цепи обратной связи, деленное на коэффициент усиления (Ку) ОУ,
если не учитывать входные токи ОУ.
2. Во-вторых, по мере увеличения частоты (а интересует диапазон 3...60000кГц), Ку как известно падает.
Если брать ОУ с частотой единичного усиления 20МГц, то на частоте 60кГц усиление всего около 300.
При сопротивлении в цепи обратной связи порядка 100МОм, активное входное сопротивление будет порядка 3.3МОм.
Правда при емкости в цепи обратной связи 1нФ, реактивное входное сопротивление окажется около 10 Ом.

Но меня собственно беспокоит не это, а э.д.с. шумов ОУ, которые на низкой частоте имеют усиление более 40дБ ввиду низкого
порядка 100кОм выходного сопротивления датчика.
Реально ли в этом случае иметь приведенный ко входу усилителя шумовой заряд 10фКл во всей полосе?