yarunt

А давайте сделаем динамический твердомер.

150 повідомлень у цій темі

Так, ну ближе к делу. Переспал я с мыслью о затворе, сделал такой в виде собачки, пока туговато работает но норм. Сделал прорези,это для свободного выхода воздуха. Катушку не мотал, надо еще магнитик примудрить, для возмущения в ней магнитного поля. Пострелял я в свои железки, шарик почти везде оставляет наклепы. По теории если вооружится микроскопом с шкалой, по по пятну можно определить мягкость металла.  Самый звонкий и протяженный  звук у меня на кафеле. Завтра могу проверить на цифровом осциллографе интервалы и повторяемость.

10.jpg

11.jpg

12.jpg

Змінено користувачем yarunt
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Приветствую!

проковырялся я с этим устройством два дня - х...ню он показывает, стабильности показателей ни какой, то на эталонном образце ни разу не выдал даже что-то близкое к его номиналу. Что уже только с ним не пробовал, при этом если параллельно смотреть осциллографом, данные то стабильные выдает датчик... В общем не смогу выдать значений реальной твердости веществ к сожалению, только осциллограммы. Вот небольшой список материалов для примера, все они были посажены на ультразвуковой гель на эталон, результат интересный в плане стабильности измерений.

Алюминий шлифованный:

al01.jpg

 

al02.jpg

 

al03.jpg

 

Плашка HSS:

hss01.jpg

 

hss02.jpg

 

hss03.jpg

 

Латунь

latun01.jpg

 

latun02.jpg

 

latun03.jpg

 

Стекло, оно было интересно повреждено... прилагаю...

steklo01.jpg

 

steklo02.jpg

 

steklo03.jpg

IMG_9240.JPGIMG_9241.PNG

 

Далее была фреза 20mm VHM:

vhm01.jpg

 

vhm02.jpg

 

vhm03.jpg

 

далее дерево

wood01.jpg

wood02.jpg

wood03.jpg

 

иии... пластик, блок питания ноута :), он оказался самым стойким в плане наклепа, ни следов ни вмятин... как будто ни чего и не было.

bp01.jpg

bp02.jpg

bp03.jpg

 

Собственно вот такие опыты получились. Если необходимо еще какая либо помощь, пишите, буду рад продолжить :)

 

Пошуршав также по просторам интернетов, датчик как я понял самая дорогая часть устройства, такой датчик как у меня стоит порядка 200 евро новый, остальное как я полагаю производитель берет за "имя", "ноухау", "портативность", и т.п.. Из примеров выше мы можем видеть довольно хорошую стабильность измерений если делать все правильно. Как я полагаю твердомеры здоровые тем хороши, что в нем деталь зажата, и там сложно что-то "намудрить" чтобы получить плохой результат при рабочем приборе, а тут все-же есть специфика как проводить измерения.

Змінено користувачем CTPAHHUK
1

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Андрей, большое спасибо. Надеюсь поврежденное стекло не нужно было вам, ато жалко. Я думал какое нибудь бутылочное промеряете, хотя вы придумали высокотехнологичный дырокол. Интересно то что результат пробития не стабильный, а значит в теории и у датчика не стабильный результат.

Осциллограммы более чем показательные. Интересно с пластиком, возможно он эффектно отпружинивает и дурит датчик. Видно по графику что он подобен стали HSS. Еще осциллограммы на глазок стабильны, но если присмотреться на алюминии то сдвиг+-0.1мс. Глянул гугл по твердости дерева 4 ,а по стали HSS 60 , разница в 56 едениц. А по осциллограммам разница дерево-сталь в 20мс, выходит 1мс=3,5. Ваш прибор на алюминии  по осциллограмме должен показывать с точностью +-0.35  , если не ошибся в расчетах. Вам бы отследить компаратор и замерять осциллографом по его выходу. 

По своему датчику, есть у меня провод 0.01 и 0.28. Намотал станком (электрогитара позволяет)180 витков проводом 0.28, до половины бобины, вышло 8 ом, и прилепил магнитик из лазера сидирома. В мастерской есть аналоговый осциллограф, и на нем увидел шум как  на ваших первых осциллограммах. Шарик поболтал, что-то наводится, наверно нужно еще и медный экран. Кстати корпус фторопластовый, жуть как электризуется, и мелькнула мысль что если с магнитами не прокатит, то попробовать полевиком улавливать статику пролетающего шарика. После мне не понравилась амплитуда сигнала и перемотал проводом 0.01 мм., 1300 витков, вышло 220ом.  Завтра на работе цифровым осциллом посмотрю что вышло, вставлю картинки.

ц.jpg

Змінено користувачем yarunt
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Так ну с моим индуктивным датчиком совсем не радужно, на фото единственная хорошая осциллограмма где видно синусоида. И мне кажется что  шарик намагничивается и в момент старта может крутится. Результаты совсем не стабильны.

sin2.JPG

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Повозился я с катушками, забросил это дело. Другое дело оптопара, ими даже  меряют скорость полета пули, на осциллограмме уже что-то , повторяемость 50/50. Суть, шарик пока летит в мишень перекрывает оптопару, за это время пока закрыт фотодиод можно измерить прямую скорость полета, далее по отскоку  можно замерить его скорость. Ну а далее по соотношению прямо обратно, считать твердость. Кстати прямой полет шарика стабилен как никогда, а вот отскок, впечатление что есть где-то зацеп. Я даже подозреваю что нужно делать закрытую систему чтоб воздух сжимался в датчике,а плоскость прилегания к измеряемой детали  отторцованую с уплотнителем.   

IMG_20190114_122502847.jpg

IMG_20190114_122518618.jpg

IMG_20190114_111209312.jpg

IMG_20190114_111811640_BURST000_COVER_TOP.jpg

opto.jpg

1

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Я вам еще не надоел? Прицепил 4х строчный дисплей и подходящую платку для процессора. Ну и по 4 результата в микросекундах, для каждого материала. Датчик очень капризный, торцовка прилегающий поверхности датчика улучшила результат. Хорошо когда измеряемая  поверхность не шершавая и идеально ровная, а также с хорошим весом от 50грамм. Толщина измеряемого тоже очень влияет на измерение,тоньше 10мм нет смысла замерять. Чистота в трубке тоже гарантирует наименьшие погрешности. Хоть и результаты посредственные, хочу полностью его сделать из дюрали, с меньшим шариком и поставить более быстрые оптопары. Меня как-бы устраивает.  Результаты твердости хорошо видны на обойме подшипника и на резце из самокала.  Противоречивые результаты на капролоне иногда отстреливал как самокал. По размеру пятна наклепа я уже на глазок мо сказать что покажет прибор. Плашку на 12 не смог адекватно поромерить, слишком легкая.

IMG_20190114_215605944.jpg

IMG_20190114_215757286.jpg

IMG_20190114_220354733.jpg

IMG_20190114_220958027.jpg

IMG_20190114_221153433.jpg

IMG_20190114_221651041.jpg

IMG_20190114_221734273.jpg

IMG_20190114_223538201.jpg

4

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@yarunt это круто!

попытался сегодня потыкать осцилографом в само устройство, но это не увенчалось успехом, так как ребята с просеки понимая что там нет ни чего гениального, решили просто все затереть на элементах что превращает реверсинженириг в адЪ. При чем сигнал с датчика сразу дует в их "проприетарную" большую микруху и там уже превращается в данные для дисплея, даже микрухи для дисплея затерли...

1.jpg

2.jpg

 

ищу в округе кто мог бы на проф твердомере измерить мои заготовки, которые можно потом будет использовать для калибрования устройства. Далее попробую тоже самое собрать для ардуины. Что могли бы посоветовать по электронной обвязке для получения сигнала который уже кормить ардуине?

1

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах
9 часов назад, softm сказал:

а какой диаметр ствола и диаметр шарика?

Оставил дома нет возможности промерить, шарик от подшипника 6203 около 6,5мм. А ствол около 7мм, вечером точнее промеряю. Его диаметр нужно чуть больше, потому как шарик  застревает из-за грязи.  Я вообще хочу попробовать еще и на более мелком шарике, тогда масса измеряемого объекта может быть меньше. Наш метод измерения по Шору https://ru.wikipedia.org/wiki/Твёрдость_по_Шору_(метод_отскока).  Есть у меня мысль сделать стационарный, пускать шарик летит по гравитации в пластиковой прозрачной широкой колбе, по траектории полета отскока смотреть удачность измерения, потому как мне кажется в моем датчике, шарик в гильзе отклоняется в сторону и чиркает по стенке. В нижней части колбы  поставить оптопару . 

 

Андрей. Да, ваше устройство и на запчасти не разберешь. Может ваш девайс был пионером в этом методе измерения , вот и затерли начисто и в коробки электронику спрятали. По обвязке, я использовал оптопару с старого принтера, думал корпус железный это круто. Но как оказалось, там просто фотодиод, и подтягивающее сопротивление пришлось ставить порядка 100ком и на фотодиод 220ом. 

Есть у меня более нового типа, новый щелевой датчик  HOA0861, из его корпуса можно вытянуть светодиод и фототранзистор, а он чувствительнее обычного фотодиода, проверил.   Как мне кажется для тестов можно взять любой, из принтера, видика или в некоторых случаях сидиромов. Главное чтоб был четкий логический уровень. За основу может взять что-то тут https://alexgyver.ru/source_chron_2/, есть описание светодиода и фототранзистора, только переделать на интервал  затемнения фототранзистора а не между двух .

Сейчас буду заниматься разводкой печатки, на это уйдет некоторое время. 

IMG_20190115_104515091.jpg

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах
13 часа назад, yarunt сказал:

Прицепил 4х строчный дисплей и подходящую платку для процессора. Ну и по 4 результата в микросекундах, для каждого материала. Датчик очень капризный, торцовка прилегающий поверхности датчика улучшила результат. Хорошо когда измеряемая  поверхность не шершавая и идеально ровная, а также с хорошим весом от 50грамм. Толщина измеряемого тоже очень влияет на измерение,тоньше 10мм нет смысла замерять. Чистота в трубке тоже гарантирует наименьшие погрешности.

Дело не столько в датчике, сколько в измеряемых образцах. Ранее в теме кто-то упоминал про минимально допустимый их вес и к этому стоит прислушаться. При несоблюдении рекомендаций, динамические твердомеры показывают совершенно произвольные цифры. Приведу выдержку из рекомендаций по серийно выпускаемому твердомеру:

-- "Динамический твердомер идеально подходит для измерения твердости массивных стальных изделий (масса от 5кг и толщина стенки от 8мм), деталей из чугуна, цветных металлов и сплавов. Изделия меньшего размера для измерения необходимо будет притирать к массивной плите или станине через слой смазки (например, солидола), либо использовать ультразвуковой (контактно-резонансный) твердомер".

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах
1 час назад, softm сказал:

 

Я подумал про сопротивление воздуха, и малую массу шарика. В приборе же индентор массивный и с отверстиями для обтекания. 

Мне кажется, что точнее показывал датчик, когда я закрыл отверстия для выхода воздуха. Находящий воздух наверно центрирует шарик в стволе. На погрешность от воздуха можно частично пренебречь, если оптопару разместить максимально ближе к изделию на высоту шарика или при калибровке в несколько точек добавится компенсация.

В теории чем меньше шарик, тем меньше прилегающая поверхность датчика, сам датчик и изделие в разы меньше. Ну и наклеп меньше, я алюминий так заклепал что он как черепашка.

Алекс, с вами не совсем согласен, задача получить повторяющийся результат. А он +-космос. Например если болванка будет 100гр, твердость уйдет, но будет повторяться.  

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Евгений, я имел ввиду обвязку для датчика который уже у меня есть. Порылся в интернете, нашел теорию о данном виде измерения https://www.ndt.net/article/ecndt98/chemical/112/112.htm

Impact Device Type D.jpg

буду собственно от нее и отталкиваться при приживлении этого к ардуине. Сначала соберу с имеющимся датчиком, а потом повторю датчик из подручных материалов, чтобы каждый мог "в домашних умовах" собрать. В теории описано также и про вес заготовок а также их шероховатость и влияния на измерения. Для тонких материалов, думаю надо иметь гладкую болванку железную килограмм на 5-10 и толщиной минимум 50мм, и пользоваться гелем ультразвуковым - и все будет в норме, последние измерения так и проводились, относительная стабильность измерений на лицо. По поводу воздуха, надо конечно его куда-то девать, чтобы не мешал, на бойках по бокам для этого 4 прорези.

 

Также еще раз поискал по идее с тензодатчиком, для него уже существуют готовые программы и прочее под ардуину, единственное, это будет уже грамоздкий девайс, а также не совсем дешевый, так как иглу надо будет все равно покупать для него, а также само устройство городить, которое должно отвечать всем тем требованиям жёсткости которые есть в промышленных агрегатах, так как по другому точности не получить.

 

 

 

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

 

31 минуту назад, CTPAHHUK сказал:

обвязку для датчика который уже у меня есть

Не сразу понял. Для этого нужен компаратор lm2903,lm293,lm311. Собирается обычная усилительная схема с небольшой положительной обратной связью(резистором с выхода на вход +). На одном из сайтов, где продают готовые измерители в место геля можно использовать густую смазку, типа солидола. 

На счет тензометрических не смотрел, так как сам тензо-датчик очень дорого стоит 80-100дол.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Быстро слово сказывается, да не быстро дело делается... в общем чет я в тупике, нужна помощь громады :)основываясь на теории, мне надо измерять напряжение генерированное датчиком на первом отскоке, и по формуле вычислять твердость

Theory1.jpg

подумав еще раз, компаратор нам тут не подходит, нам надо операционный усилитель, чтобы сигнал усилить до уровня который может считать уже ардуино и потом обработать его. Накидал простую схему

Sim1.jpg

сходил также на сайт TI, поинтересовался у них в симуляции что выдает, и они сказали все просто, одного операционника будет достаточно

TI1.jpg

 

Собираю, и получаю фигню :(

opamp_chping.jpg

сигнал режется... Упирается в планку и срезается. Что я уже тока не городил и ни мудрил, все равно планка. Почему в симуляция все так красиво а в реальной жизни "не выходит каменный цветок"?

Кто силен в электронике и может объяснить суть данного феномена. Питание подается двухполярное(+5,-5,земля) с лабораторника(RIGOL DP831A). Уже думал что может усиление слишком велико, и он уперается по фронтам, но нет, если было бы слишком велико, на выходе должны были бы получить полку равную питанию операуионника. Думаю ладно выкинул все, оставил один операционник, собрал инвертирующий уселитель, сопротивления подобрал так, чтобы не срезалось но было уже усилено, получилось на входе 100ом, обратная связь 1.5K. Получил не срезанную волну и усиление в 16 раз,

Stage11.jpg

думаю, ну хорошо, давай собираем еще дин такой-же и пробуем усилить усиленный сигнал при тех-же параметрах - упираемся в полку мгновенно :(((((( Что я делаю не так??? ПАМАГИТЕ!!! :)

 

Змінено користувачем CTPAHHUK
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@CTPAHHUK у вас в наличии ошибка устройства самого датчика. У него отсутствует магнитная система. Нужны полюсные наконечники (посмотрите внимательно на ваши же картинки). Ну и активная (резистор) нагрузка датчика обязательна (добавит линейности преобразования).
Выпрямитель на операционнике выглядит несколько иначе.

1

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Вот вам практический пример работающей с индуктивным датчиком схемы. Выход её как раз в МК и уходит.
В жизни это часть схемы измерителя параметров электрической сети (фазный токовый трансформатор).
Скорее всего в вашем случае нужно будет изменить КУ первого каскада.

inductive.jpg
Кстати, есть подозрение, что такой трансформатор (Talema AC1025) можно прямо применить в устройстве.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Другий варіант датчика- обмотка є частотозадаючим єлементом генератора,що працює на частоті кілька МГц. Індентор пролітаючи через витки обмотки різко змінює частоту коливань, або зриває генерацію. Ці функції простіше перетворити в сигнал з великою амплітудою.До того ж в такому разі суттєво зменшується чутливість датчика до зовнішніх низькочастотних електромагнітних полів. 

Змінено користувачем Куляста Блискавка
доповнення
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@Одессит ммм, не понимаю, как это отсутствует магнитная система?

я использую датчик который показан на картинке с теорией

HL200-D.JPG

сам девайс,

и собственно боек с магнитом внутри

file_3_18.JPG

Собрал схему как указали

cs1.jpg

результат "тот же самый" отрезало "яйца".

Stage2.jpg

 

операционник TL082CP

 

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@CTPAHHUK посмотрите мою схему и примените развязывающий ОУ. В вашем случае ОС операционника "давит" сигнал датчика.
Симулятор кривой, кстати. Как и многие другие.
Хотя, как вариант, вами в схеме не учтено внутреннее сопротивление генератора. Или добавьте оное в свойства генератора симулятора (если возможно), или включите последовательно с генератором на вашей схеме резистор равный фактическому Re (оммическое сопротивление) катушки датчика. Заодно и симулятор проверите :)

 

 @CTPAHHUK извините, спутал вас с @yarunt
У него датчик неправильный.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@CTPAHHUK и ещё: совсем недавно столкнулся с партией "левых" ОУ с очень заниженной нагрузочной способностью (это были TL084). Эффект очень похожий.
Заменил на более другие TL074 и всё прошло.
Где-то на форуме показывал визуальное сравнение "правых" и "левых" микросхем именно по этому поводу.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах
1 час назад, softm сказал:

Я про то, что нагрузку таки надо.

 

Конечно нужно! Короткий импульс "перенапряжения" с датчика в состоянии ввести в ступор ОУ достаточно надолго. Тут строить нужно "с чувством, с толком, с расстановкой".
Потому где-то в начале и спросил о адекватности "цифрового овцелографа".
Т.к. у учёных (тогда это были физики-ядерщики, если конкретизировать) есть давняя поговорка: результаты эксперимента полностью зависят от условий проведения эксперимента.

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Андрей, может ваш усилитель чем-то нагружен, там подключенный порт МК. А еще, на всякий случай , проверьте у щупа не включен ли у вас переключатель на щупе 1:10. 

По рисунку с эпюрой замеров вашего датчика сложно сказать, выходит нужно замерять положительный и отрицательный потенциал, а не между крутыми спадами, как я раньше думал.

Тоже не сидел зря, захотел по взрослому сделать маленький датчик с шариком 4мм. Задумка была пружиной в стволе разогнать шарик, потом он около 10мм  должен был лететь и застабилизироваться без поджима пружиной. После он должен был лететь в расточенной зоне 7мм  и попасть в ограничительного отверстия в котором мишень. Стал хуже работать(совсем нет) чем мой первый вариант. В итоге открутил финишный ограничители стало лучше, но все равно видно что прямая скорость нестабильна, вернее шарик не летит прямо, а его болтает. Ствол сверлил с помощью ЗБ, там 2 десятки к диаметру добавилось. Хочу теперь вставить втулку, чтоб заузить с 7мм назад до 4-х мм. и проверь снова.   Есть еще идея, сделать молотковый вариант, в корпусе подвесить качельку и на один конец шарик. Так он не будет чиркать по стенкам ствола и тем самым замедлятся.

IMG_20190120_202015273.jpg

IMG_20190120_201851020.jpg

IMG_20190120_201815690.jpg

Змінено користувачем yarunt
0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@yarunt данный тип датчика имеет место быть, но надо еще одну пару светодиод-фотодиод, для измерения скорости влета, и вылета. То есть, вы замеряете сначала скорость когда шарик летит вниз до удара, она будет практически постоянной, только в зависимости от положения датчика, потом скорость измеряется по отскоку, и тогда по формуле скорость отскока деленная на начальную скорость и умноженную на 1000 получим твердость Leeb которая уже переводится просто. Кстати, я взял те данные с осциллограммы и накатил на них формулу - получил что написано на эталоне +/- 10 едениц Leeb.

@Одессит @softm Не пинайте сильно пожалуйста, нет у меня достаточной теоретической базы чтобы понимать все на лету и сразу. Погуглил я по датчику этому dl-ct1005a, есть кучу схем включения, взял самое простое

159377.jpg

но это дало повышение уровня на 100миливольт, а в остальном картина не изменилась.

Собрал я также всю схему которую показали для датчика dl-ct1005a, результат тотже, выше 340миливольт не подымается сигнал, срезается. Сопротивлениями поигрался, вывел стабильные показатели но ниже 300миливольт. Не понимаю в чем дело.

@yarunt на осциллографе стоит на данный момент 1x , на выход зацепил также авометр, переклчил чего чтобы максимум отлавливал и он тоже показал 340мв.

Питание приходит в норме, вся цепь проверена. Что смущает в этом всем, что нет разницы какой ОУ цеплять, результат один и тот же. Уже 4 разных с разными параметрами цеплял - ответ один, полка на 340 милливольтах. Сопротивление катушки 20,8 ом.

 

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@CTPAHHUK сделайте по моей схеме (с двумя ОУ).

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах
7 минут назад, CTPAHHUK сказал:

но надо еще одну пару светодиод-фотодиод

Не надо, я меряю скорость по затемнению фототранзистора шариком, контроллер успевает.  Для теста, а померьте осциллографом постоянку 5в, потому как у меня щупы постоянно летят, то обрывы то сопротивление, может сбивать с толку.

Еще есть вопрос, хочу зафтулить фторопластовый  вкладыш, как его потом отполировать изнутри ?

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

@Одессит собрал, вот результат

od1.jpg

 

по сути, он развернул нижнею составляющую.  Далее заменил 3.3К на 470К и..... уперся в 691мв наращивание данных резисторов уже не дает результата.

od2.jpg

 

Хотя в симуляции все красиво... даешь больше - получаешь больше...

simod12.jpg

0

Поділитися повідомленням


Посилання на повідомлення
Поділитися на інших сайтах

Створіть акаунт або увійдіть для коментування

Ви маєте бути користувачем, щоб залишити коментар

Створити акаунт

Зареєструйтеся для отримання акаунта. Це просто!


Зареєструвати акаунт

Увійти

Вже зареєстровані? Увійдіть тут.


Увійти зараз

  • Зараз на сторінці   0 користувачів

    Немає користувачів, які переглядають цю сторінку