Afstandsmeting Magneettrein

hiervoor kan je heel mooi een analoge inductiefopnemer (proximity switch achtig ding) nemen. Pepperl& Fuchs heeft ze wel. Geeft een analoog 0-20mA signaal als functie van de afstand van de sensor tot een metalen oppervlak. Heeft maar een paar mm meetruimte (plm 5) maar dat moet m.i. voldoen voor een zweeftrein.

Ik weet echter niet wat het magnetisch veld van je zweefspoelen gaan doen met de uitlezing..... Iemand hier meer verstand van dan ik???

fripster

Ik denk dat ie helemaal op hol slaat.

Het is dus voor een profielwerkstuk, hoeveel mag het kosten? Iets van Pepperl & Fuchs zal het wel niet worden, van die prijzen sla je stijl achterover.
Daarnaast nog eens, ik neem aan dat je geen schaal 1:1 magneettrein gaat bouwen. Hoegroot wordt het geheel en hoeveel afstand moet je nou echt meten.

ultrasoon lijkt mij niet te doen op korte afstand: de puls die je uitstuurt is al terug voor hij goed en wel vertrokken is en doppler etc.
licht is ook niet simpel: als je de weerkaatsing van licht wil gebruiken, moet er op het ganse traject een strook zijn dat reflecteerd op een voorspelbare manier.
Maar hiermee help ik je niet helemaal vooruit...

waarschijnlijk wil TS de afstand meten tussen trein en ondergrond om zo te bepalen of de trein niet tevel word weggeduwd (minder magnetisch veld geven) of dat hij niet begint te slepen (meer magnetisch veld).

Als je je spoelen met een constante spanning voedt dan zal de inductie echter wijzigen naarmate ze dichter of verder van metaal komen. Hierdoor veranderd de stroom door de spoel. Je kan hierop anticiperen om de spanning door de spoelen iets te vermeerderen of te verminderen.

De magneettrein die ik wil bouwen wordt op een schaal van 1:22,5 gebouwd, het komt er dus op neer dat het voertuig ongeveer tussen de 5 en 10 mm boven (of onder, het is mij nog niet helemaal duidelijk wat het beste is) het spoor zweeft.

Op zich vind ik het niet zo'n heel groot probleem om over het hele spoor een reflecterende strook aan te brengen, dit is nog altijd een stuk minder werk dan het plaatsen van elektromagneten op elke stukje spoor.

Pompompom begrijpt waar ik heen wil. Om de spanning in de spoelen aan te passen moet ik echter wel weten op welke hoogte het voertuig zich tov het spoor bevindt. Vandaar mijn vraag.

Op zich vind ik het niet zo'n heel groot probleem om over het hele spoor een reflecterende strook aan te brengen, dit is nog altijd een stuk minder werk dan het plaatsen van elektromagneten op elke stukje spoor.

dat hoeft toch niet? je elektromagneten verplaatsen zich tesamen met de trein.

Om de spanning in de spoelen aan te passen moet ik echter wel weten op welke hoogte het voertuig zich tov het spoor bevindt.

en de afstand is functie van stroom door de spoel, je hebt mijne vorige post denk niet helemaal gelezen (of niet begrepen)

zet je trein, met geactiveerde spoelen, vast boven je sporen op een afstand dat je wil dat hij zweeft.
Meet de stroom door de spoelen, je zal zien dat deze verandert naarmate je de trein iets laat omhaag gaan of dat je hem omlaag duwt.
Gebruik deze stroom om de spanning te regelen.

trouwens: het is makkelijker voor een project om de spoelen op de grond te plaatsen (sporen) en de trein (metaal) er laten over te vliegen. Je trein is dan het passief materiaal zonder logica. Al je stuurlogica/voeding neemt aardig wat plaats in en kan je dan makkelijk in een bakje naast de sporen aanleggen (maak er een staionnetje van ). Als je alles wil monteren in de trein zal je micro-electronics moeten maken

Op 4 januari 2008 11:51:03 schreef Cervus:
De magneettrein die ik wil bouwen wordt op een schaal van 1:22,5 gebouwd, het komt er dus op neer dat het voertuig ongeveer tussen de 5 en 10 mm boven

In het echt zweven die dingen dus 10 tot 20cm boven de rails? Volgens mij is dat meer rond de 10mm. Waarmee het wel weer lastiger voor jou wordt, want dat vertaalt zich naar 0.5mm voor het schaalmodel. Wel een stuk minder magnet power nodig.

De schaalverhouding is niet perfect, omdat een afstand van een halve millimeter volgens mij inderdaad onwerkbaar is. Het extra sterke magneetveld dat ik zo nodig heb neem ik dan maar voor lief.

Het klopt dat het erg fijn zou zijn als de trein een stuk metaal zou zijn zonder verder enige apparatuur. Dit zou echter tot gevolg hebben dat ik over een afstand van ongeveer 15 meter magneten moet aanbrengen. Dit lijkt mij een erg dure en tijdrovende zaak.

Op 4 januari 2008 12:00:46 schreef pompopom:
[...]zet je trein, met geactiveerde spoelen, vast boven je sporen op een afstand dat je wil dat hij zweeft.
Meet de stroom door de spoelen, je zal zien dat deze verandert naarmate je de trein iets laat omhaag gaan of dat je hem omlaag duwt.
Gebruik deze stroom om de spanning te regelen.

Met gelijkstroom blijft de stroom gelijk. Met wisselstroom zou het kunnen, maar daar kun je geen permanente magneten bij gebruiken (de kracht zou gemiddeld nul worden).
Je zou ook een aparte meetstroom kunnen toevoegen aan de werkstroom (dus bijv. voeden met enige amperes gelijkstroom, maar meten met een wisselstroom).

afstandsmeting is best wel iets lastigs. Waarschijnlijk wil je met elektromagneten werken om het ding te laten zweven.
Ben je er al over uit of je m met electromagneten wil wegduwen of juist aantrekken?
De methode van veranderende zelfinductie is wel het makkelijkst, maar nog steeds niet eenvoudig. Optische methodes vereisen dat je op ieder stukje baan een sensor bouwt, wat weer een hoop extra werk is.
Voor de zelfinductie-methode heb je toch wel wat elektronica-kennis nodig vrees ik. Het lijkt me te lastig.

Je kan ook iets verzinnen dat ie met stationaire magneten automatisch op zijn plaats wordt gehouden. Dat is dan toch wel een stuk simpeler, maar het kost wel erg veel magneten. (1 magneet die m naar boven duwt, en 1 magneet die m naar beneden duwt)

Als je een (wisselend) magnetisch veld in de buurt van een geleider brengt dan induceer je toch een spanning?

je magnetische trein rijdt voort dus het magnetisch veld tov de spoelen wijzigt.

beweegt de trein verder af van de spoel zal de geinduceerde spanning toch kleiner zijn? beweegt die er dicht bij dan zal deze toch groter zijn? die geïnduceerde spanning en de daarbij horende stroom kan dan toch als maat worden gebruikt voor de afstand?

Ja, dat kan zeker, maar dat het kan wil nog niet zeggen dat het eenvoudig is.

Op 4 januari 2008 12:12:10 schreef Cervus:
De schaalverhouding is niet perfect, omdat een afstand van een halve millimeter volgens mij inderdaad onwerkbaar is.

Een halve milimeter waarschijnlijk wel, maar iets van 1 of 2mm is goed doenbaar.

Je pakt bijvoorbeeld zo'n ding, goedkoop en een redelijk lineair signaal tussen 1 en 2mm afstand.

Is dit geen idee: Doe een capacitieve meting. Als je "rail" van metaal is (of breng een metalen tape zelf aan), dan kun je een sensor van twee contactvlakjes maken. Dat zijn je twee aansluitingen van je C. Samen met die strip vormt dat een variabele C. Hoe dichter bij de strip, hoe groter de C, en andersom.

    |       |      <- aan de trein vast
  -----   -----
---------------------------  <- rails

Op 4 januari 2008 13:41:56 schreef pompopom:
je magnetische trein rijdt voort dus het magnetisch veld tov de spoelen wijzigt.

Op die fiets. Maar dan moeten de spoelen inderdaad wel vast zijn, en niet in de trein; maar dat was toch al beter.
Maar je zit dan naar een tweede-orde effect te kijken, da's verdraaid lastig bruikbaar. Als de trein stil "hangt", heb je helemaal geen regelsignaal mete gelijkstroom.

Iets anders: Met alléén permanente magneten kun je jammer genoeg geen stabiele zweving maken. De meeste doe het zelf maglev treintjes die ik op het web zie, gebruiken permanente opduwmagneten, en een gewone mechanische afstandhouder die de trein tussen twee "vangrails" houdt.

Een capacitieve afstandmeting lijkt trouwens heel geschikt.

Als de trein stil "hangt", heb je helemaal geen regelsignaal mete gelijkstroom.

da's ook weer waar

Een capacitieve afstandmeting lijkt trouwens heel geschikt.

Maar dan zit je natuurlijk weer met vanalles IN de trein. En je moet dan je meetgegevens doorsturen naar de controller van de spoelen...

Ik denk dat je die meting ook wel van onderen zou kunnen doen, bijv. met een elektrode langs de baan, en dan de capaciteit naar massa meten. Die wordt groter naarmate de trein er dichter boven hangt.
Maar ik moet toegeven dat ik ook wat zit te raden.

Capacatieve afstandsmeting lijkt mij inderdaad een goed idee, al begrijp ik nog niet precies hoe ik dat concreet zou moeten uitvoeren.

Het is volgens mij geen probleem om te meten vanuit de trein, omdat het gewicht dat opgetild kan worden behoorlijk groot is als er maar magneten worden gebruikt die sterk genoeg zijn.

Ja, capacitieve meting is ook leuk. Maar het is eigenlijk bijna gelijk aan het meten van de zelfinductie-verandering d.m.v. het erdoor jassen van een wisselspanning.
Ja, da's nou eenmaal lastig. Daar valt weinig aan te doen. Je moet een wisselspanning door de spoel. of op de condensator zetten, en de wisselstroomweerstand (impedantie) van de spoel/condensator verandert al naar gelang er een karretje in de buurt is.

Een optisch systeem is het makkelijkst te realiseren. laser op 1 cm hoogte over de baan laten schijnen, zodra de laserbundel niet meer ontvangen wordt moet je het magneetveld vergroten. Eigenlijk zou je de laser op het karretje moeten zetten, maar dan zit je weer met data-overdracht van karretje naar de baan.

geheel zonder elektronica, en daarom off topic ---> Supergeleiders

http://youtube.com/watch?v=rfUWDYm0ewI

ong. 20 jaar geleden heb ik meegewerkt aan een magnetsche balans.
De afstandmeting was (toen) vrij simpel met een cmos oscillator en een vaste spoel en een zwevend plaatje metaal.
Andere spoel werd gebruikt om plaatje te laten zweven.
Moeilijker was het om een mooie stabiele regeling te krijgen zodat het plaatje ook echt goed zweefde.