Тензометры (самодельные и заводские) И все вопросы рядом

[Maxim_Sed]

Пневматический тензометр.

Дело было в марте 2018 года.
Изучив доступные материалы по тензометрам, решил я замутить что-нибудь. Были сделаны эскизы, изготовлены детали, после чего всё это было отправлено в долгий ящик.
Прошло всего 2 года. Всё это время совесть грызла, как хомяк. )

1. И так, я решил отбросить все варианты с использованием пружины, потому что измерительные пружины недоступны.

2. Нужен был лентяйский вариант:
- механика как можно проще (в идеале вообще без неё)
- без пружин(ы)
- доступный измерительный элемент

3. За плечами был многолетний опыт работы в отделе пневмоэлектроники (промышленные измерители давления). А опыт, как известно, не пропьёшь.

За основу была заимствована кинематическая схема smol_-а (см. ссылку выше)


"Тензометр измеряет силу, необходимую для прогиба спицы на фиксированную величину 1мм (регулируется)
на базе в 100мм.
Приблизительно нужно 2кгс для смещения в 1мм на базе в 100мм при натяге спицы в 100кгс." (с)

Что может создать усилие? Варианты:
- поршень (возможны затирания и, как следствие, значительный гистерезис)
- сильфон (предел мечтаний, но уже недоступно)
- мембрана, как в системе пневматических элементов УСЭП-ПА

В качестве измерительного элемента изначально рассматривался манометр со шкалой 0-300 мм рт.ст. от бытового тонометра


Но где-то ошибся в расчётах, и потребовался диапазон измерений 0-1 кгс/кв.см (0-100 кПа).
Поэтому дешёвый, доступный и точный измеритель пришлось заменить на электронный манометр из старых запасов.

Рабочий прототип




В качестве устройства для создания давления - разовый шприц на 20 кубиков.
Индикатор срабатывания - СД (цепь замыкается через подшипник и спицу).
Пришлось запитать СД от =25 В, т.к. пищалка в тестере работала неуверенно (смазка в проме помешала; хотел её заменить на графитку, но графитка какая-то непроводящая попалась, поэтому решил проблему в лоб; снимать пыльники, промывать в керосине было лениво).

В разобранном виде:

Диаметр "поршня" под мембраной (кусок велокамеры) ф25 мм, ход штока около 2 мм.

Далее цифры измерений "в попугаях" (мм рт.ст по электронному манометру, на десятичную точку на ЖКИ не обращать внимание).

Спица ф2 мм без натяжения: срабатывание (зажигание СД) 72, отпускание 62, т.е. гистерезис равен 10.
Повторяемость показаний при повторном замере: +-1 мм рт.ст. ("задатчик" давления легко позволяет такую величину, что не может не радовать).
Спица на 28" колесе: срабатывание около 500.
Поскольку стенд для калибровки отсутствует, не могу посчитать, какому натяжению это соответствует.

(Продолжение следует ).

[yuniki]

Maxim_Sed,
- измерительная головка не великовата ?
- а не будет иметь место такая ситуация, когда лампочка загорелась, а показания давления еще не считались - т.е. запаздывания при считывании , приводящие к завышенным показаниям ?

[Maxim_Sed]

- измерительная головка не великовата ?

на фото - рабочий прототип
в будущем планируется использовать электронный манометр


замер натяжения спицы выполняется N раз
при 2-м (и тд) замере давление повышается медленно, так что задержка показаний эл.манометра не беспокоит )

[iG0Lka]

а если засекать давление не когда лампочка загорится а когда она потухнет?

[Maxim_Sed]

можно
но зачем?

[iG0Lka]

можно
но зачем?

тогда можно будет использовать грушу от медицинского измерителя давления.
накачал и отпускаешь потинхоньку...

[Maxim_Sed]

объём системы очень мал по сравнению с рукавом тонометра
сброс давления крутилкой на груше очень грубый получается
но если кто хочет, пусть пробует )

[iG0Lka]

Maxim_Sed, но шприцом кактко не серьезно
а не планируешь использовать компрессор какойнить - в момент замыкания, он будет останавливаться и на экране спокойно можно считать показания.

[Maxim_Sed]

но шприцом кактко не серьезно

работает
другие варианты проверяйте сами ))

[Евгений Ник]

решил отбросить все варианты с использованием пружины, потому что измерительные пружины недоступны.

А чем плоха обычная пружина? Падает упругость со временем? Можно сделать конструкцию, когда пружина расслаблена полностью между измерениями. Или поверять время от времени. Что то сомнительно, что в ТМ1 какая то особая пружина используется.