Amateur rocketry

Higher and higher and higher!

• Расчеты
• Электроника
• Конструкции
• Двигатели
• Испытания
• Ссылки

Конструкция датчика для измерения перемещений

При конструировании тягоизмерительного стенда можно мерять перемещения одного конца подпружинного элемента. Конечно возникает масса проблем с собственными колебаниями, но при аккуратном конструировании и обработке результатов данная конструкция вполне работоспособна и способна дать точность измерения порядка 5%, что сравнимо с разбросом параметров двигателей от экземпляра к экземпляру. Для уменьшения проблем с собственными колебаниями нужно по возможности уменьшать измеряемые перемещения и увеличивать жесткость стенда. Что позволит сместить частоты собственных колебаний вверх и уменьшить энергию колебаний.
Ниже предлагается контрукция датчика перемещений. Данный датчик производит преобразование перемещения измерительного элемента в постоянное напряжение пригодное для дальнейшей регистрации.

В основе датчика лежит принцип измерения освещенности фотодатчика световым потоком проходящим через щель переменной длины. В качестве источника излучения используется инфракрасный светодиод, в качестве приемника фотодиод с подходящей кривой чувствительности и большими размерами чувствительного элемента.

Весь датчик собран на одной текстолитовой пластиной вместе с платой усилителя. Щель перекрывается подвижным рычагом. Неполное перекрывание щели повышает линейность датчика. Опробывание данного датчика собранного буквально "на коленках" показало следующие характеристики:

• Диапазон перемещений: 0 - 7 мм.
• Точность измерения: +- 0.2 мм ( 3% ).

Следует отметить что точность датчика определяется практически только аккуратность обработки качающегося рычага и точность исполнения шарнира. При аккуратном исполнении вполне может быть достигнута точность порядка 1%. Увеличить точность можно и за счет увеличения диапазона перемещений, но этот путь сулящий легкий результат принесет в дальнейшем больше проблем с собственными колебаниями стенда. Нелинейность датчика имеет порядок погрешности измерения и может быть легко скомпесированна с помощью таблицы поправок.

    

Ниже приведены фотографии датчика и принципиальная схема: