Сообщений в теме: 9564

[otv]

Mebius (4.8.2009, 22:47) писал:

Попробовать, конечно, можно, но результат практически предсказуем.

Сейчас гораздо важнее хоть какой-то результат получить, чем неполучить. Уточнять можно потом. Хотя бы амплитуду и частоту вибраций оценить. Нужен низкоомный - пожалте самодельный магнитострикционный. Даже вроде того сойдет, как в первых попытках электрифицировать акустические гитары. Когда брали наушник типа "Тон-2" и втыкали вилку на вход ламповой радиолы. Ну, что-то в этом роде. Твердый стерженёк, натянутая струна - простейший звукопровод на расстояние десятка сантиметров уже сгодится. Помнится, натянутая нить и коробочки с мембранами нам в детских играх вполне успешно замещали телефон

[Mebius]

М-да. Было...
Поразмышляв, я хочу изготовить макет коллектора не из стального тросика, а из жесткой биметаллической 2мм проволоки (омедненая сталь) от железнодолрожной воздушки.
Попробую разместить пьезоэлемент радиально к витку проволоки, приклеив торцом каплей термоклея, а основание жестко закрепить на пластиковой бобышке.
Если обеспечить электростатический экран междк КУ и коллектором, и экранировав сам датчик, то в точку максимально удаленной от КУ есть надежда отстроиться от наводимых сигналов от прямой индукции со стороны КУ.
А там поглядим.

С уважением

[iev91]

Mebius (5.8.2009, 9:01) писал:

Попробую разместить пьезоэлемент радиально к витку проволоки, приклеив торцом каплей термоклея, а основание жестко закрепить на пластиковой бобышке.

Я так и делал, исследуя акустические резонансы в феррите. Края пьезошайбы не обязательно должны опираться на что-либо (но желательно). Достаточно приклеить какие-нибудь грузики с двух сторон диаметрально на краях. Слой термоклея должен иметь ненулевую толщину для электрической изоляции шайбы от проволоки. Разумеется, шайба "земляной" стороной к объекту. Можно попробовать симметрирующую трансформаторную развязку на феррите, но я так не пробовал.

[Mebius]

Немного не так, позволю заметить.
Поскольку мы имеем дело с продольной деформацией, то пьезодатчик должен располагаться ребром к коллектору.  Я предполагаю вообще его не крепить никуда.
Просто, обернув его экранирующим слоем фольги, приклеить на одит конец жесткий неметаллический поводок длиной 10..15 мм, которым касаться коллектора в выбранной точке.
А основание зажать в какой-то достаточно массивной бобышке.

Пока не решил, как должен выглядеть коллектор из биметаллической проволоки. То ли это должно быть разомкнутое кольцо, на которое надеты катушки, то ли полностью замкнутая конструкция из двух колец с общей продольной акустической волной.
Склоняюсь к последнему.
Хотя опыт не сложно повторить для обоих вариантов.

С другой стороны разомкнутый коллектор создаст больший градиент МП в зоне КУ. Т.е. наиболее интенсивное МП (а, значит и деформация вещества) будет локализовано в зоне КУ и заставит волну деформации "бежать" вдоль волновода. Если "сердечник" из материала коллектора является замкнутым магниотопроводом, этот градиент будет существенно растянут - только за счет магнитного рассеяния из-за длинной конструкции.

Исходя из рассматриваемой идеи, становится резонным замечание СМ на счет короткого импульса воздействия.
Только короткий импульс создаст резкий ударный "бегущий" акустический фронт в коллекторе.

С уважением.

[otv]

Тогда вам нужно нечто вроде

[Mebius]

Otv
Извините - не вижу причин для такой мудрености.
Поскольку волна деформации много длиннее размеров пьезодатчика, достаточно одного поводка, жестко связанного с пьезоэлементом.
Обе части адаптера на Вашем рисунке будут работать практически синхронно.
Да и смысла нет ловить дифференциальные деформации.
Важно увидеть само наличие акустичесого сигнала. Вы хорошо заметили, что вполне работает для этих цеоей обычный наушник, если его мембрану жестко связать с какой-то точкой коллектора.
Пьезоэлеметн может помочь выявить стоячую акустическую волну, если передвигать его вдоль коллектора.
Но тут можно и нарваться на влияние катушек управления на датчик и получить ложную информацию.

Я сначала думал, что это можно несколько обойти, если удалось настроиться на механический резонанс.
Но скорее всего этого не случится. Поскольку согласовать, чтобы длина волны была близка к размеру коллектора (не уверен, что это нужно) и одновремеенно приблиэалась к акустическому (механическому) резонансу вряд ли возможно.
Поэтому и упоминал что не вижу очень большой полезности пьезодатчика.
Идеальных условий для измерений все рвавно создать не удастся.

С уважением

[iev91]

Mebius (7.8.2009, 8:51) писал:

Просто, обернув его экранирующим слоем фольги, приклеить на одит конец жесткий неметаллический поводок длиной 10..15 мм, которым касаться коллектора в выбранной точке.

Понял, но "касаться" не прокатит. Когда у меня ферритовый стержень вибрировал продольно на УЗ частотах, я зажимал его пассатижами в разных местах, а сигнал с пьезодатчика на торце вообще не менялся. Все равно что бетонную сваю в рукавицах обнимать.
Можно попробовать припаять к коллектору короткие "заусенцы" полого под углом в 20-30 градусов и уже к их торцам прижимать датчик, может быть, что-то измерится.

PS. Или еще идея: клеить пьезошайбу прямо краем перпендикулярно кольцу, и никаких больше держателей не нужно. Если продольное колебание есть, сигнал будет. Только клей надо выбирать акустически "жесткий". Японский должен подойти, эпоксидка.

[otv]

Ну, я полагал так, что важнее всего - информация о фронте импульса. Чем выгодна предложенная на рисунке конфигурация датчика? Сигнал с него может быть подан на дифвход операционника, что круто срежет все синфазные помехи, операционник настраиваем интегратором - с выхода снимаем воостановленый (правда, задержанный) фронт импульса. К тому же, интегратор и сам хороший полосовой фильтр. Нет геммороя с экранировкой. Конечно, для просмотра всего импульса надо кольцо по периметру оклеить (опаять) датчиками, или по касательной к кольцу связать струной с пластинкой датчика, ко второй стороне приклеив свинцовую пластинку для могучей инерции. Конечно, какой-никакой стендик делать придется - простой стол здесь уже недостаточен. ЧХ простой струны имеет вид ЧХ рециркулятора с монотонным затуханием по высоким, нули легко вычислить, зная материал и длину струны. Ну, это для учёта уже потом. А пока главное - просто получить сигналы Эти добрые лазутчики много чего рассказать нам о физике способны - только слушай. Запоминающим осциллоскопом, желательно.

[Mebius]

Otv
А какой смысл ловить фронт волны?
Во-первых в том мусоре, котрый наверняка будет приниматься, его еще надо как-то выделить.
Я не думаю, что там будет какой-то одиночный всплеск, выделяемый на общем фоне.
Во-первых материал имеет массу.
Во-вторых, питаем периодичеким сигналом, провоцирующими колебательный процесс в волноводе.
А он как маятник.
Ну ладно, скажем, как-то увидел чего-то похожее, и что с того?
А ничего!
Мне ведь нужно:
1. Выявить гарантированно акустическую (механическую) волну в коллектрое и как-то ее развить.
2. Создать условия для ее однонаправленной циркуляции. Вероятно - трех-двух-фазным питанием КУ.
3. Подбирая частоту наблюдать за сопутствующими электромагнитными явлениями в коллекторе и на катушках.
Для этих целей сложных измерений городить не обязательно.

С уважением

[otv]

Я это предложил исключительно из простоты реализации: как если бы я сам проводил этот опыт, то сделал бы из достаточно твердой проволоки своеобразные буквы "П", ножками бы припаял к телу коллектора, серединку бы пропилил на толшину пластинки, и аккуратно вклеил пластинку, хоть эпоксидкой. Подпаяв к выводам витую пару для электронной части датчика. Только и всего. Минимум трудоемкости. Неплохо бы и термопару приклеить - вблизи и поодаль от катушки. Пригодится всё - раньше, или позже... Да ты ведь все-равно что-то вроде этого и сделаешь - нисколько не сомневаюсь

[Mebius]

Наконец то выкроил время для опытов.
Провел первые измерения с акустической волной.
Схема эксперимента изображена тут.
 Схема_опыта.jpg   10,5К   227 Количество загрузок:
Датчиком служил активный элемент пьезопищика, подключенный к осциллографу.
К его мембране припаивался поводок из медной проволочки, который другим концом припаивался к концу прямой биметаллической проволоки длиной 78 см.
Другой конец проволоки зажимался в тисках.
На проволоку надевалась многослойная короткая катушка, на которую подавались импульсы от генератороа с током порядка 1 А.
Катушка размещалась в разных опытах в 10 см от конца проволоки, в 18 см (1/4 длины) и в 39 см (1/2 длины).
Частота генератора плавно варьировалась от 5 до 20 кГц и измерялся отклик в микрофоне.
Удалось уверенно зарегистрировать несколько резонансных частот на этом отрезке проволоки.
Здесь несколько картинок с осциллографа.
 01_770_10.png   6,7К   146 Количество загрузок:
 02b_770_18.png   7,92К   120 Количество загрузок:
 03d_770_39.png   7,18К   91 Количество загрузок:

В дальнейшем попробую повторить измерения на кольцевом замкнутом и разомкнутом коллекторе из той же проволоки, а также проверить уровень акустической волны на других материалах - нержавеющей проволоке и стальном тросике.
Отобрав наиболее эффективные материалы можно прводить более сложные эксперименты.

С уважением

[Alick]

Попробуйте нихром, пермалой, там никель - хороший магнитостриктор.
С уважением.

[rtl8186]

Mebius очень интересные картинки получаються.
Сегодня проводил опыт с 2 мя катушками с большим кол витков(опыт опишу в теме про К. установку,что б тему тут не засорять).
Так вот у меня получилаеться как раз такая синусоида как у вас, с горбиками по  всему синусу. У вас еcть выбросы от катушки возбуждения-у меня "чистый" синус. Это когда рядом просто поставить вторую катушку.Если 2ю катуху убрать,горбики пропадают. Частоты ~1мгц

[uniorJ]

Mebius (14.8.2009, 21:45) писал:

Датчиком служил активный элемент пьезопищика, подключенный к осциллографу.
К его мембране припаивался поводок из медной проволочки, который другим концом припаивался к концу прямой биметаллической проволоки длиной 78 см.
Частота генератора плавно варьировалась от 5 до 20 кГц и измерялся отклик в микрофоне.

С уважением

Теперь если поместить датчик примерно на 2е трети между катушкой и концом провода. Частоту задать, чтобы успевала волна отразитсо от конца провода. И снимать датчиком показания давления больше чем в опыте 2.

Разве эти опыты не подтверждает наличие продольных волн в среде?

[iev91]

Mebius Хотя мне и не нравится идея о магнитострикции и я не имею морального права ставить эксперименты вашими руками, но всё же:
Я бы запитал через эту проволоку от БП нагрузку током 1-2А и посмотрел бы, есть ли сигнал на нагрузке.  По вашей идее, если по проволоке бегает волна сжатия и если она увлекает за собой заряды, сигнал появится на ее концах.

[nikon-64]

Провод с железными жилами применяется в разводке радиотрансляционной сети в жилых домах, ПВЖ называется.

[shaman]

iev91 (15.8.2009, 13:35) писал:

Я бы запитал через эту проволоку от БП нагрузку током 1-2А и посмотрел бы, есть ли сигнал на нагрузке.

Ферриты ток тоже проводят. Надо попробовать.  Чтоб токовый транс не получился две катушки в противофазе на пучности при 2f. Торцы стержня омедняются путем натирания медью.

[otv]

shaman (15.8.2009, 14:56) писал:

Ферриты ток тоже проводят. Надо попробовать.  Чтоб токовый транс не получился две катушки в противофазе на пучности при 2f. Торцы стержня омедняются путем натирания медью.

Две катушки в противофазе напомнили двух пресловутых мужиков в лодке, мечущих камни, стоя друг к другу спинами и с задержкой, по отношению к коллеге. (Из материалов по ритмодинамике.) Так что они, метая камни таким образом, заставляют ладью перемещаться импульсно и однонаправленно. А при смене фаз броска на 180 градусов - реверсируют движение. Как 2 эти катушки Но вот будет ли избыток заряда в "съёженной" зоне материала? Ведь там и ионов решетки тоже может оказаться и больше, и меньше, в зависимости от фазы волны...
Но вот какая мысль пришла озорная: а не связать ли нам катушки индукторов ОДНОПРОВОДНО от качера? Как народ на такую затею посмотрит? Тогда катушка превратится в спиральную линию задержки для РАДИАНТНОГО фронта качера. Который, по условию игры, однонаправленн. Понятно, что катушку внавал мотать не получится... Что, если опробовать? Но тогда, раз механизм сдвига зарядов получается другой, то нет и особого смысла зацикливаться на железном теле коллектора. Правда, есть и трудность - нам придется делать качер в старт-стопном режиме, и запускать следующий по порядку от витков катушки связи, что следует располагать за катушкой индуктора предыдущей фазы по ходу вращения поля в коллекторе. Это требует отдельного исследования. Хотя Бровин приводил осциллограммы такого режима. Вот чёрт - неужели всё получится?! (Ну, хотя бы опыт рекордно красивый получится

[Mebius]

iev91 (15.8.2009, 13:35) писал:

Mebius Я бы запитал через эту проволоку от БП нагрузку током 1-2А и посмотрел бы, есть ли сигнал на нагрузке.  По вашей идее, если по проволоке бегает волна сжатия и если она увлекает за собой заряды, сигнал появится на ее концах.

Интересная мысль.
Но мне кажется пока преждевременная.
У меня БП только на 2А. От него все питается - контроллер (ГИ) и макет с силовыми каскадами.
Наверное 1А еще можно отнять.

Но пока, то что мы видим на картинках - всего лишь стоячие акустические волны.
Не стоит примешивать суда рассуждения о продольных волнах, избытках заряда и прочих вещах,
Это автоматически будет следовать тогда, когда стоячие волны сумею превратить в бегущие.
Но до этого хотелось бы разобраться с материалами, конфигурацией коллектора и размещением КУ на нем.

Несколько странно наличие нескольких акустических резонансных частот с разной интенсивностью.
И они - не кратные. И как-то зависят от расположения КУ на проводе коллектора.
Хотя питание импульсное и генератор не идеальный.
В программе контроллера есть некоректность, приводящая к периодическим рывкам частоты.
Может это оттуда.
Надо разбираться.
Как позволит обстановка, планирую проделать опыты:
- распределение интенсивности акустической волны вдоль проволоки при разных положениях КУ.
- сравнение с другими материалами коллектора
- сравнение тех же опытов с замкнутым в кольцо коллектором (электрически / акустически)
- после выяснения влияния положения КУ разместить корректно 3 катушки и заптать их 3 фазной послелдоватльностью импульсов. Поиграться частотой и наблюдать электрический отклик в коллекторе в различных подключениях нагрузки.

С уважением

PS: импульсы помех от генератора на картинках видимо из-за плохой потановки опыта.
В спешке (было крайне мало времени) не заземлил коллектор.

[Mebius]

Выявил очень любопытный момент.
Подмагничивание от ПМ в зоне КУ увеличивает наблюдаемый сигнал на порядок!
В других естах мелньше или совсем не влияет - там модуляции поля нет из-за рассеяния..
Сигнал сразу многократно превышает уровень помех.
Несколько меняется частота резонанса. Не ясно. Может это погрешность эксперимента.
Но и СМ использовал ПМ для запуска девайса.

С уважением