Hallo iedereen,
Ik hoop dat dit wat thuishoort op dit forum (het is nogal mechanisch), anders moeten jullie het maar verwijderen, don't shoot me.
Ik ben bezig met een project waarbij ik het koppel van een elektromotor (voor een rc wagen, deze http://www.lrp.cc/en/products/electric-motors/car/produkt/x12-bl-modif…) moet meten. Om dit nauwkeurig te doen is in overleg beslist om het reactiekoppel te meten. Deze meting mag de werking van de motor niet (of zo weinig mogelijk beïnvloeden).
De constructie:
http://automofiel.be/koppel.jpg
De motor levert een koppel tussen 0.1 en 10Nm, wat via de draagarm (5cm) resulteert in een kracht tussen de 2 en 20N. Deze kracht moet dan gemeten worden met rekstrookjes. Het moet gemeten worden met gewone rekstrookjes.
Nu mijn vragen:
- Stel ik neem een rekstrookje met een maximum van 50microstrain. Als ik voor mijn maximale kracht (20N) een rek wil van 40microstrain, dan kom ik een 'volle' staaf in aluminium (E=69GPa) uit met een diameter van 3mm (A=F/(rek*E)), waar met moeite rekstrookjes op kunnen bevestigd worden.
* Kan ik ook een ander materiaal kiezen dan het standaard staal/aluminium, zodat ik een grotere opppervlakte heb, of valt dit niet aan te raden? Verandert dit iets aan de keuze van het rekstrookje?
* Of kies ik dan beter voor een ander profiel (een hol profiel) van de staaf waarop de rekstrookjes bevestigd zijn. Het is de oppervlakte die er toe doet, een hol profiel heeft een kleinere oppervlakte van de dwarsdoorsnede. Ook is er hier minder kans op uitbuigen (zoals een blik cola, je kan er op staan, maar het zal niet uitbuigen).
* Wat met eventuele buiging? Bestaat er een configuratie van de rekstrookjes (4 in full bridge) die het effect hiervan minimaliseert zodat ik meet wat ik wil meten? Idem voor invloed temperatuur.
* Of is een rek van 40microstrain te groot gekozen, en kies ik beter wat kleiner? Dan kan ik grotere oppervlakte van mn dwarsdoorsnede kiezen.
- Of stellen jullie iets anders voor? Ik weet eigenlijk niet hoe het zit met het meten van hele kleine krachten met rekstrookjes. Ik heb een configuratie van de rekstrookjes en een 'object' nodig om ze erop te bevestigen.
Jan-Pieter
rbeckers
Overleden
Mischien helpt:
http://www.hbm.com/en/menu/products/strain-gages-accessories/
http://www.hbm.com/de/menu/produkte/dehnungsmessstreifen-zubehoer/
-ander dragermateriaal andere rekstrookjes
-hol profiel kan waarschijnlijk ook
-ja, of temperatuur meten en terugrekenen
-ik zou zover mogelijk onder de maximumgrens blijven
Is het misschien niet gemakkelijker om een rem/generator met instelbare bekrachtiging te gebruiken? En een toerenteller. Ik snap de contructie ook niet volledig.
Fire_IC
"If I would have listened to my customers, I would have invented a faster horse." - Henry Ford
* Kan ik ook een ander materiaal kiezen dan het standaard staal/aluminium, zodat ik een grotere oppervlakte heb, of valt dit niet aan te raden? Verandert dit iets aan de keuze van het rekstrookje?
Natuurlijk kun je andere materialen nemen. Bijvoorbeeld kunststof.
* Of kies ik dan beter voor een ander profiel (een hol profiel) van de staaf waarop de rekstrookjes bevestigd zijn. Het is de oppervlakte die er toe doet, een hol profiel heeft een kleinere oppervlakte van de dwarsdoorsnede. Ook is er hier minder kans op uitbuigen (zoals een blik cola, je kan er op staan, maar het zal niet uitbuigen).
En een hol profiel kan ook. Het gaat inderdaad om het oppervlakte van de doorsnede. Over dat uitbuigen... Wil je koppel meten in twee richtingen. M.a.w. wordt de 'staaf' alleen op rek belast of ook op stuik? In het laatste geval moet je ook rekening houden dat het profiel niet knikt. Bij alleen rek kan het profiel ook een flinter dun plaatje zijn wat voldoende breedte heeft voor het rekstrookje.
* Wat met eventuele buiging? Bestaat er een configuratie van de rekstrookjes (4 in full bridge) die het effect hiervan minimaliseert zodat ik meet wat ik wil meten? Idem voor invloed temperatuur.
Zorg dat het profiel een voldoende hoogte breedte verhouding heeft zodat secundaire rekken (rekken die niet in axiale richting voorkomen) verwaarloost kunnen worden.
* Of is een rek van 40microstrain te groot gekozen, en kies ik beter wat kleiner? Dan kan ik grotere oppervlakte van mn dwarsdoorsnede kiezen.
Ik zou wel voldoende 'resolutie' van het rekstrookje benutten. Anders moet je weer hogere eisen gaan stellen aan de meet brug.
- Of stellen jullie iets anders voor? Ik weet eigenlijk niet hoe het zit met het meten van hele kleine krachten met rekstrookjes. Ik heb een configuratie van de rekstrookjes en een 'object' nodig om ze erop te bevestigen.
Tja als je perse rekstrookjes moet gebruiken... Dan zou je ook eens kunnen overwegen om de nu 'verticale balk' parallel met de motor as te plaatsen. zodat de balk/profiel op buiging wordt belast. Vervolgens kun je het rekstrookje dan op het 'knik' punt plakken. Een profiel dat op buiging wordt belast zal op het oppervlakte veel meer oprekken dan wanneer de zelfde kracht in de lengte richting wordt aangebracht.
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Dat is dan ook precies wat er in (bijna) alle professionele loadcells wordt gedaan. Ik heb nog nooit een loadcell gezien waarbij direct rek in het materiaal werd gemeten, er wordt vrijwel altijd gebruik gemaakt van stuk materiaal met een verzwakking als knikpunt, dat op buiging wordt belast.
Waarom kun je niet gewoon een loadcell inkopen? Zo duur hoeven die dingen niet te zijn, en het scheelt een hoop frustraties. Met maximaal 20N kun je waarschijnlijk nog wel een loadcell uit een goedkope keukenweegschaal of zo halen. Naar alle waarschijnlijkheid is goedkope Chinese rotzooi nog steeds nauwkeuriger dan zelf iets fabriceren.
In ieder geval al bedankt voor de vele reacties.
Is het misschien niet gemakkelijker om een rem/generator met instelbare bekrachtiging te gebruiken? En een toerenteller. Ik snap de contructie ook niet volledig.
De elektrische motor heeft vermogen van 580W en bevindt zich op een 1:5 radiogestuurd wagentje (4 motoren, 4 verschillende metingen). Er is dus niet veel plaats voor grote meetapparatuur. Daarnaast is het de bedoeling dat het koppel constant gemeten wordt. Met dit gemeten koppel kunnen we dan ABS en ESP toepassen (lang verhaal). De motor bevindt zich in een aluminium kooi, deze kooi staat opgesteld in 2 lagers zodat de kooi (waarop de motor is vastgemaakt) vrij kan ronddraaien (volgens de richting van de as van de motor. Wanneer de motor werkt (de as draait rond) zonder meting (zonder de horizontale en verticale arm) zou de motorbehuizing gewoon beginnen ronddraaien in zijn lagers en zou het wiel niet bewegen (door de inertie/weerstand van de volledige aandrijflijn). Met de extra armen van de meting kunnen we het ronddraaien van de motorbehuizing verhinderen, en kunnen we meten welk koppel hiervoor nodig is. Dit is het koppel geleverd door de motor.
Tja als je perse rekstrookjes moet gebruiken... Dan zou je ook eens kunnen overwegen om de nu 'verticale balk' parallel met de motor as te plaatsen. zodat de balk/profiel op buiging wordt belast. Vervolgens kun je het rekstrookje dan op het 'knik' punt plakken. Een profiel dat op buiging wordt belast zal op het oppervlakte veel meer oprekken dan wanneer de zelfde kracht in de lengte richting wordt aangebracht.
*Ik had nog niet zover gedacht (het is nieuw voor mij). Buiging is inderdaad effectiever. En bij axiaal zit je met het probleem van buiging, maar omgekeerd niet. Dan zou ik een eenvoudig alu plaatje kunnen gebruiken. Alleen nog eens nadenken om hefboomarm en meetarm met elkaar te verbinden.
*Dan zou deze configuratie van rekstrookjes het wel moeten doen:
http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/4172#toc8
Waarom kun je niet gewoon een loadcell inkopen? Zo duur hoeven die dingen niet te zijn, en het scheelt een hoop frustraties. Met maximaal 20N kun je waarschijnlijk nog wel een loadcell uit een goedkope keukenweegschaal of zo halen. Naar alle waarschijnlijkheid is goedkope Chinese rotzooi nog steeds nauwkeuriger dan zelf iets fabriceren.
Het is om de ervaring om eens met rekstrookjes te werken, de frustraties neem ik er wel bij ^^, heb er nog nooit de kans voor gehad. De full bridge die nodig is bij de meting, zit in een module van National instruments (NI 9219) die ik kan gebruiken, vandaar ook keuze voor rekstrookjes.
Waarom wil je het koppel meten met rekstrookjes? Als je de stroom door de motoren meet weet je volgens mij ook het koppel.
big bang
Niets is zo eerlijk verdeeld als verstand: iedereen denkt er genoeg van te bezitten
Op 26 maart 2010 00:06:42 schreef floppy:
Waarom wil je het koppel meten met rekstrookjes? Als je de stroom door de motoren meet weet je volgens mij ook het koppel.
Koppel is recht evenredig met de stroom, maar als hij effectief wil weten welk koppel er mechanisch op de as geleverd wordt, weet je dat zo niet.
Je kan wel weten wat je elektrisch in de motor steekt, maar dan zit je nog met de factor rendement, en die weten we niet, om te weten wat er op de as mechanisch uitkomt.
Loadcells zelf bouwen? Hmmm, wordt volgens mij niet zo simpel. We kunnen je alvast wel wat info meegeven, als je erover wil lezen: link en even verder naar beneden scrollen tot "strain gages"
- - big bang - -
Phlogiston
"If a rocket goes up, who cares where it comes down." - Wernher von Braun
Je vragen zijn nogal mechanisch van aard, niet echt electronisch, maar kennelijk zijn er hier ook nog wel lui die je zelfs daarmee kunnen helpen.
Ik heb nog deze website voor je:
Die het ontwerp en bouwen van een loadcell beschrijft.
Edit: Oh, ja, ik wilde nog vragen waar jij rekstrookjes koopt?
big bang
Niets is zo eerlijk verdeeld als verstand: iedereen denkt er genoeg van te bezitten
Nog iets, achter zo'n rekstrookbrug komt altijd een differentiële versterker (opamp of instrumentatie opamp). Het is het principe van een Wheatstone meetbrug. Voor als je wat wil ontwerpen.
- - big bang - -
Edit: Oh, ja, ik wilde nog vragen waar jij rekstrookjes koopt?
Het zal waarschijnlijk HBM worden. Op het forum hier had ik ook nog MicroMeasurements en Tokyo Sokki (leverancier: Feteris) gelezen.
Nog iets, achter zo'n rekstrookbrug komt altijd een differentiële versterker (opamp of instrumentatie opamp). Het is het principe van een Wheatstone meetbrug. Voor als je wat wil ontwerpen.
Voor de meetbrug kan ik dit gebruiken. Rekstrookjes zouden dan in volle brug in deze configuratie geplaatst moeten worden.
Nu moet ik alleen nog eens berekenen welke lengte en doorsnede het meetplaatje moet hebben. En nog eens kijken hoe ik de hefboom van de motor (die het koppel in kracht omzet) mechanisch vast kan maken aan het meetplaatje.
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
In je profiel staat niet waar je woont, maar eventueel heb ik nog wel een meetversterker (ook van HBM) die je mag lenen voor je project.
Op 26 maart 2010 00:32:23 schreef big bang:
[...]
Koppel is recht evenredig met de stroom, maar als hij effectief wil weten welk koppel er mechanisch op de as geleverd wordt, weet je dat zo niet.
Je kan wel weten wat je elektrisch in de motor steekt, maar dan zit je nog met de factor rendement, en die weten we niet, om te weten wat er op de as mechanisch uitkomt.
Daar zit inderdaad nog een factor tussen maar jP^ wil het gebruiken voor
Met dit gemeten koppel kunnen we dan ABS en ESP toepassen (lang verhaal).
Daarvoor lijkt me de informatie die je krijgt met de stroom meten voldoende.