Suyuqlik tezligi sensori: 5 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Suv shlangini yonma-yon harakatlantirganda, suv oqimi shlang yo'nalishini orqaga surib qo'yishini va harakat to'xtatilganda unga mos kelishini payqadingizmi? Shlangi chiqishida suv oqimining burchakli burilishini aniqlash, bu tomonga burchak tezligini o'lchash imkonini beradi.

Bu ko'rsatma "Uy laboratoriyasida" mavjud "Odds va Ends" yordamida "Suyuqlik tezligi sensori" ni yaratish orqali ushbu tamoyilni namoyish etadi. Bu erdagi suyuqlik "havo" dir.

Shuningdek, standart "Gyroskopik datchik" ni standart sinov uskunasidan foydalanmasdan tekshirishning oddiy usuli taqdim etilgan.

Ta'minotlar

1. Eski CPU muxlisi
2. Chivinlarga qarshi shisha (bo'sh va yaxshi tozalangan)
3. Orqa quvurli bir xil qismli sharikli qalam
4. Seriyali dekorativ yorug'lik chizig'idan ikkita kichik lampochka
5. Scotch-Brite skrab yostig'i
6. Bir nechta elektron komponentlar (sxemaga qarang)

1 -qadam: U qanday ishlaydi

Ikkita slaydda suyuqlik sensori sxemasi va fizik hodisaning nazariyasi keltirilgan.

Ushbu dizaynda "Havo"-bu kichik CPU-Fan yordamida burun orqali so'riladigan "suyuqlik". Havo jeti ikkita qizdirilgan lampochka filamentiga urilib, joylashuv sensori hosil qiladi. Yo'naltiruvchi ko'prik ikkita rezistor yordamida hosil qilingan.

To'liq ko'prikning ikkala qo'li ham V+kuchlanish bilan oziqlanadi.

Statsionar sharoitda havo oqimi ikkala lampochkaning filamentini teng ravishda sovitadi, ko'prik muvozanatli va chiqish voltaji nolga teng.

Jismoniy tizimga burchak tezligi qo'yilganda, havo oqimi buriladi va lampochka filamentlaridan biri ikkinchisiga qaraganda ko'proq soviydi. Bu chiqish voltajiga olib keladigan ko'prikning muvozanatini ta'minlaydi.

Kuchaytirilganda bu chiqish voltaji burchak tezligining o'lchovini beradi.

2 -qadam: SENSORNI QURISH

QADAMLARNI QO'LLANING

1. Yorug'lik simidan o'xshash qarshilikka ega ikkita lampochkani tanlang. (11,7 Ohm qarshilik bilan ikkita lampochka tanlangan)
2. Yalang'och iplarni ochadigan tashqi oynani ehtiyotkorlik bilan sindiring.
3. CPU-fanni tayyor holda saqlang va 5 V kuchlanishdagi havo oqimi yo'nalishini tekshiring (buni aniqlash kerak, chunki fanni assimilyatsiya rejimida ishlatish kerak)
4. Chivinlarga qarshi shishaning pastki qismini o'tkir pichoq bilan kesib oling.
5. Shishaning qopqog'ining yuqori qismini kesib oling, shunda uning oldingi quvurli qismi ochiladi.
6. Qalamli qalamni qismlarga ajratib oling va pastki uchini kesib oling. Bu sensor uchun nozulni tashkil etadigan yagona naychani ta'minlashi kerak.
7. Naychani shisha qopqog'iga joylashtiring.
8. Rasmda ko'rsatilgandek, shisha tanasida ikkita kichik teshik qiling. Bu lampochka-filamentlarni bir-biriga diametrik qarama-qarshi tomondan mahkamlash uchun mos bo'lishi kerak.
9. Qopqoqni mahkamlang, naychani lampochka-filament teshiklaridan qisqa uzunlikdagi mos uzunlikka suring.
10. Endi lampochka-filamentlarni teshiklarga joylashtiring va ularni filamanlar ko'rsatilganidek trubka chetiga kiradigan qilib tekislang. Lampochka-filament korpusini issiq elim yordamida shisha tanasiga mahkamlang. (Iloji boricha nosimmetrik joylashtirishga harakat qilish kerak.)
11. Protsessor-fanni shisha korpusining orqa qismiga (pastda) mahkamlang, uning chetiga issiq yopishtirgich qo'ying. Fanni tekis qismlardan biri lampochka-filamentlar tekisligiga parallel bo'lishi uchun o'rnatilishi kerak.
12. Ventilyator pichoqlari silliq aylanayotganiga ishonch hosil qiling va havo chiqarilganda orqa tomondan havo oqimi hosil bo'ladi.

Endi asosiy sensor birligi yig'ilgan va sinovga tayyor

Bu ko'rsatma qismlarning mos kelishining o'ziga xos holati tufayli mumkin bo'ldi:

Bu ko'rsatma uchun qismlarni tanlash mening "uy-laboratoriyam" dagi "odds-end" dan amalga oshirildi. CPU-Fan o'lchami chivinlarga qarshi turuvchi pastki diametrga to'liq mos keldi. Naychali sharikli qalamning orqa qismi shisha qopqog'ining quvur qismiga mahkam o'rnashgan va shisha diametridagi qadam shakllari lampochka-filamentlarni mahkamlash uchun mos bo'lgan. Qisman erigan dekorativ yorug'lik chizig'i mavjud edi. Hammasi aniq mos keldi!

3 -qadam: BOSHQA TEST va O'RNATISH SCHEMATIKASI

Dastlabki sinov CPU-Fanga 5V kuchlanish va lampochka-filamentli yarim ko'prikning kuchlanish qo'zg'alishi bilan amalga oshirildi.

"AndroSensor" ilovasi bilan ishlaydigan Android telefoni Rate-Sensor apparati yonida saqlangan va ikkalasi ham sinusoidal tarzda qo'lda aylangan.

"AndroSensor" GYRO grafik displeyi sinusoidal tezlik naqshini ko'rsatadi. Bir vaqtning o'zida ko'prikning past darajadagi chiqishi osiloskopda kuzatiladi.

+/- 100 deg/sek tezligi uchun 5 mV signal kuzatildi.

Chiqish signalini ta'minlash uchun elektron sxema buni 212 ga oshiradi.

Muammo va yechim

Chiqish nol darajasida ham sezilarli shovqin darajasiga ega edi. Bunga tizimdagi havo oqimi noturg'unligi sabab bo'lgan. Buni bartaraf qilish uchun fan va lampochka elementlari orasiga, uchi qalamli naychaning kirish uchiga skotch-brite dumaloq bo'lagi qo'yilgan. Bu juda katta farq qildi.

Sxematik

Sxemaga murojaat qilib:

5 V protsessor faniga beriladi

5 V, shuningdek, 68 Ohm - Lampochka - Lampochka - 68 Ohm seriyali kombinatsiyasiga beriladi. C3 kondansatörü, lampochka-Filamentlarga vosita aralashuvini filtrlaydi

5 V, shuningdek, indüktör-kondansatör kombinasyonu tomonidan filtrlanadi, bu OP-AMP'ye ta'minot sifatida

MCP6022 Dual Rail-Rail OP-AMP faol zanjir uchun ishlatiladi.

U1B - bu 2,5 V mos yozuvlar manbai uchun birlik birligi

U1A-sensori-ko'prik signali uchun past o'tkazgichli filtrli 212 daromadli teskari kuchaytirgich.

Potentsiometr R1 potentsial bo'luvchi va sensorlar seriyali zanjiri tomonidan hosil qilingan to'liq ko'prikni nol tezlikda yo'q qilish uchun ishlatiladi.

4-qadam: SENSORNI TASDIQLASHNI SODIQLI O'RNATISH

STANDART TEXNIKA

Standart Rate-Sensor sinov uskunalari dasturlashtirilgan aylanish tezligini ta'minlaydigan motorli "Rate-Table" ni o'z ichiga oladi. Bunday jadvallar, shuningdek, sinovdan o'tayotgan birlik uchun kirish-chiqish signallari va quvvat manbai ta'minlanishi uchun bir nechta "toymasin halqalar" bilan ta'minlangan.

O'rnatish paytida, faqat tezlik sensori stolga o'rnatiladi va boshqa o'lchash asboblari va quvvat manbai stol yoniga qo'yiladi.

Mening halim

Afsuski, bunday uskunalarga kirish DIY ixlosmandlari uchun mavjud emas. Buni bartaraf etish uchun DIY metodologiyasidan foydalangan holda yangi usul qabul qilindi.

Asosiy element "aylanadigan yon stol" edi.

Ruxsat etilgan raqamli kamera bilan shtativ stend o'rnatilgan.

Endi, agar ushbu platformaga tezlik sensori, quvvat manbai, chiqishni o'lchash moslamalari va standart tezlik sensori o'rnatilgan bo'lsa. Sensorga har xil tezlikdagi kirishni ta'minlash uchun stolni soat yo'nalishi bo'yicha, soat sohasi farqli ravishda va teskari tomonga burish mumkin. Harakat paytida, barcha ma'lumotlar raqamli kameraga kino sifatida yozilishi va keyinchalik test natijalarini yaratish uchun tahlil qilinishi mumkin edi.

Buni qilgach, stolga quyidagilar o'rnatildi:

Suyuqlik tezligi sensori

Mobil telefon-quvvat banki 5-sonli kuchlanish sensori bilan ta'minlanadi

Chiqish kuchlanishini kuzatish uchun raqamli ko'p o'lchagich. Bu multimetrda nisbiy rejim mavjud bo'lib, uni nol stavkasida nollashdan foydalanish mumkin edi.

Signalning o'zgarishini kuzatish uchun "Gerbotronicd Xproto Plain" apparati va "NFX Development" dan "Osiloskop Pro" Android ilovasi yordamida Android telefon OTG rejimidagi osiloskop.

Boshqa Android telefoni "Fiv Asim" tomonidan "AndroidSensor" ilovasi bilan ishlaydi. Bu telefon tezligining tezligini ko'rsatish uchun inertial sensorlardan foydalanadi. Buni z o'qida ishlatish test qilinayotgan suyuqlik tezligi sensori uchun mos yozuvlar qiymatini beradi..

Sinov o'tkazildi va ba'zi odatiy holatlar xabar qilindi:

CCW Z: +90 gradus/sekundli ko'p metrli -0.931 V, osiloskop ~ -1.0 V

CW Z: -90 daraja/sek ko'p metrli +1.753 V, osiloskop ~ +1.8 V

O'rtacha 100 gradus/sek uchun 1,33 V ga asoslangan o'lchov omili

Sinusoidal test Android Phone ma'lumotnomasi p-p 208 deg/sek, ko'p o'lchagich to'g'ri javob bera olmaydi, osiloskop 1,8 sekundlik davrni ko'rsatadi, p-p kuchlanishi 2,4 Div X 1,25 V/div = 3 V

Bunga asosan 1,8 soniya davri 200 gradus/sek p-p ga to'g'ri keladi

100 gradus/sek uchun 1,5 V o'lchov omili

5 -qadam: Xulosa

Muvaffaqiyatsiz sinov usuli

Dastlab, datchiklar, osiloskop va mos yozuvlar-tezlik sensorini aylanadigan stolga o'rnatish va ma'lumotlarni qo'lda yoki kameradan yon tomondan kuzatish usuli sinab ko'rildi. Bu noaniq tasvirlar va inson kuzatuvchisining qiymatlarni yozib olish uchun javob berish vaqtining etarli emasligi tufayli muvaffaqiyatsizlikka uchradi.

Uy kuzatuvlarini olib boring:

Bu yo'riqnoma uchun tuzilgan suyuqlikni o'lchash datchigi uning kontseptsiyasini namoyish etish maqsadiga xizmat qiladi. Biroq, har qanday amaliy maqsadga xizmat qiladigan bo'lsa, sensorni yanada aniqroq qilib qurish kerak.

Ko'rsatkichli hamjamiyat foydalanish uchun stol usti ustidagi barcha asbob-uskunalar va quvvat manbai bo'lgan aylanadigan stol yordamida tezlik sensori sinovining DIY usuli tavsiya etiladi.