Каким датчиком можно измерить изменение длины резинки?

Question

[oskolade]

Допустим есть обычная бытовая резинка, длинной от 5 до 50 сантиметров и хочется измерить изменение длинны при растяжении примерно на 10%
Идеальной представляется именно обычная резинка, но системы из двух тонких гибких трубочек, двигающиеся одна в другой также рассматриваются.
Вопрос — как это можно измерить?

Answer 1

[Perkov]

При растяжении резинки на 10% ее длина измениться на 10%. Или то другие %-ты?
Не хотите лазерный дальномер? — возьмите ульразвуковой или ИК датчики расстояния.

Answer 2

[karabox]

Линейка =), два замера, до и после.
Динамометр — при растяжении возникает сила, в зависимости от силы можно вычислить длину зная начальную (привет безмен)

То ли я неправильно понял вопрос то ли сформулирован недостаточно точно.

Comments

[oskolade]

Уточню. Измерять, конечно, хочется автоматически и желательно находиться в плоскости этой же резинки, то есть камера, направленная на резинку и обрабатывающая изображение не подходит.
Динамометр был первой идеей, но не нашёл сколь-нибудь приемлемых датчиков растяжения/сжатия — такое ощущение что все они нацелены на весы — усилие большое, деформация крошечная.
А нужно именно чтобы резинка или иной элемент упругости в динамометре растягивались и сжимались с достаточной амплитудой.

[kreativf]

По идее, зная коэффициент жёсткости вашей резинки и её начальную длинну, можно посчитать растяжение зная силу действующую на прикреплённую к динамометру резинку. Так что большой деформации там не нужно, главное чтобы датчик был более-менее точным.

[65520]

Можно не знать никаких коэффициентов, а просто сделать N измерений и выяснить зависимость. Что-то типа калибровки :)

[oskolade]

Да и тогда всё упирается в то, чтобы найти подходящий миниатюрный тензодатчик, что не так просто :(

Answer 3

[karabox]

Еще вариант, линейка какая с переменным сопротивлением, смотрите ползунковые резисторы.

Comments

[oskolade]

Ползунковые резисторы — да, но хочется чего-то промышленного и миниатюрного, а не системы 10 сантиметровых железок, пружинок от раскладушки и ниточек. Думал что задача достаточно стандартная и имеет красивое решение.

[serafims]

Ползунковый резистор с пружинкой, обрабатывающей трение в резисторе — хорошая идея!

[oskolade]

Больно всё громоздко выходит

Answer 4

[serafims]

Тензодатчик, который крепится к основанию конца резинки. Сложно только с ацп хорошим для совсем уж хорошей точности.
Тензодатчики есть в виде полосочек тензорезисторов, которые наклеиваются на металл, и потом их сопротивление меняется.
Смотрите про мостовую схему из тензорезисторов.

Comments

[oskolade]

Как Вы думаете, насколько реально не искать компромиссы, а использовать сразу самый миниатюрный датчик давления? Хочу измерять натяжение примерно 10 резинок? Сходу косяков не видите?

[serafims]

эмм ну вообще-то это датчик атмосферного давления! И я слабо представляю, как передать изменение длины резинки на давление воздуха пропорционально.
Что на другом конце резинки? Может, дальномером узконаправленным измерить (ультразвуковым), а чтобы не было интерференции дальномеров каждой резинки, включать их не одновременно?

[serafims]

Опишите механику (а лучше — чертеж!) устройства, возможно, и резинка там не нужна.

Кстати, можно каким-нибудь резистором переменным измерить поворот вала, если на вал его накрутить веревочку, которая будет накручиваться… проблема в калибровке и менее чем одном обороте вала. Энкодер позволит вращать сколько угодно.

[serafims]

также можно передать натяжение резинки на рычаг, который другим плечом поворачивает некую штангу или вал того же переменного резистора. Типа как стрелку прибора, которая скользит по резистивной полоске. Меряем сопротивление от конца полоски до стрелки-ползуна и соотносим с положением резинки.

Answer 5

[geovas333]

Промышленного вариант не встречал, однако первое что приходит на ум:
1. Резинка ведь меняет длину? А что если закрепить на ней проволоку в виде катушки индуктивности, ведь при изменении расстояния между витками меняется и индуктивность.
2. Еще вариант: закрепить на некотором удалении две металлические пластины (например), при растяжении резинки, расстояние между пластинками меняется, изменяется и емкость импровизированного конденсатора.
3. Можно и тензодатчик (как предлагали выше), но тут тоже есть свои подоплеки.
4. Датчик давления? А что, тоже можно, но есть одно но: он измеряет атмосферное давление, так что придется запихнуть его, например в шприц с запаянным кончиком.

Comments

[serafims]

с атмосферным датчиком проблема мне видится в колебании температуры, что приведет к калибровке каждый раз в начальных значениях.

[oskolade]

Честно, интересные предложения, но в результате датчик придётся делать самому а не использовать готовый и это пугает.

[Алексей Т]

А готовых и компактных не найдете.
Вообще, можно еще рассмотреть способ позиционирования применяемый во многих принтерах — там имеется пленка с нанесенными метками в двоичном коде — пленка эта связана с валом управляющим положением головки — то же самое поступательное перемещение. В цифровых штангенциркулях используют метод измерения как и в мышках — измеряют пробег колеса либо подсчитывают количество нанесенных штрихов. Комбинация двух методов даст высокую точность позиционирования и избавит от необходимости калибровки датчика — калибровать второй датчик можно по пересечениям меток с первого.

[geovas333]

Мне по жизни часто встают задачи измерить какую-нибудь экзотическую характеристику. Как показывает практика — делать такие датчики приходится, почти всегда самому. Серийные устройства, типа цифрового безмена, весьма габаритные.

Answer 6

[kreativf]

Наверное можно было бы слепить велосипед из чего-то вроде датчика угла поворота или датчика вращения соединённым с чем-нибудь вроде рулетки. Ну или сразу брать лазерный дальномер.

Comments

[oskolade]

Датчик угла поворота — великоват и, как я понимаю, сможет измерить только изменение длины равное диаметру вращающейся части.
То есть если хочется мерить хотя бы 5-ти сантиметровое растяжение это уже будет изрядная блямба, а мне хочется иметь возможность измерять и большие изменения и не для одной резинки, а для многих :)
Лазерный дальномер тоже непонятно как приделать совершенно — он должен быть где-то на расстоянии как я понимаю, огромный и всё такое прочее.

[kreativf]

Вам никто не мешает помимо угла оборота дополнительно считать их количество. Как альтернатива: посмотрите как считывают вращение колёсика у мышки.

[oskolade]

Для этого нужно иметь датчик поворота с подсчетом числа оборотов, с прикреплённой подпружиненной катушкой и намотанной на неё верёвочкой. Подпружиненной — чтобы потом верёвочка снова наматывалась на катушку. Если честно то опять получится колхоз и рукоделие с очень сомнительным результатом.

[kreativf]

Да, всё так. Лучшего варианта у меня пока нет.

[oskolade]

В любом случае большое спасибо! Но пока я надеюсь что мне посоветуют что-то более технологичное.

Answer 7

[Dolios]

Курите закон Гука. Но имейте в виду, что не должен быть превышен предел пропорциональности.

Comments

[oskolade]

Я его в школе выкурил, только это не очень приближает меня к нахождению конкретного датчика.

Answer 8

[sankir]

Что-то типа советского курвиметра, прикрученного к свободному концу резинки, не подойдет?
Наименьший колхоз из возможных, конструкция измерителя будет состоять из:
— линейки с крючком, по которой елозит курвиметр
— курвиметра
— крючка, прикрепленного к курвиметру.

Быстрое гугление показало что стрелочный курвиметр можно купить в туристических магазинах от 250 рублей.

Для автоматизации, вместо курвиметра можно прикрутить мышку кверху пузом и считать обороты колеса любым, пригодным для этого софтом. Или, как вариант, саму мышку использовать как обычно, счетчики пробега мыши тоже доступны, соотнести их с реальными сантиметрами не составит труда.

Answer 9

[Noliki]

Штангенциркулем китайским электронным.
У него цифровой выход есть с точностью до 0.005(при фильтрации данных).

Comments

[Алексей Т]

У него огромный недостаток — постоянное накопление ошибки, которую необходимо компенсировать периодической калибровкой что штангенциркуль делает при включении, но в условиях автоматики этот метод неприменим.

[oskolade]

Спасибо, но тоже большой и нетхенологичный.

[Noliki]

Штангенциркуль вообще не выключается пока в нем батарейка есть. О чем вы?
Какая еще ошибка? Кнопка on/off выключает только экран, не более.

Answer 10

[oskolade]

Большое спасибо всем кто пытается помочь.
Я осознал что готового промышленного не найти и придётся на коленке делать что-то своё.
На данный момент наиболее перспективным мне представляется брать магнитный датчик угла поворота за мелкие габариты и легкость подключения к контроллеру и, раз уж колхоза не избежать, приделывать к валу с магнитом подпружиненную, для автоматического возврата в нулевое положение, катушечку с верёвочкой.
Очень сомневаюсь что получится что-то приемлемое, особенно учитывая отсутствие любви к рукоделию.
Парадоксально, что необходимые датчики, оказывается, есть в природе, но нацелены измерять большие перемещения при весьма таки не миниатюрных габаритах.
Хочется точно таких же но с перламутровыми пуговицами маленьких габаритов.
Ещё раз спасибо принимающим участие.

Comments

[iliasam]

Есть более миниатюрные датчики линейных перемещений — ищите по словам «линейный энкодер».

Answer 11

[podkovyrsty]

В порядке бреда: можно попробовать измерять сопротивление самой резинки.
Можно прикрепить лазерный дальномер и отражатель. Или передатчик и приемник ультразвукового дальномера на разных концах и из задержки вынимать расстояние. А вообще никто не мешает использовать магнит и датчик холла например.

Comments

[aterentiev]

Один ультразвуковой приемопередатчик с одного края и что-нибудь отражающее ультразвук (дощечка) с другого.

[oskolade]

Спасибо но нет, суть в том, что другой край может непойми-как двигаться, а не просто вперёд-назад

[podkovyrsty]

Хорошо, вот такая конструкция из токопроводящей нити. Крепим в двух местах, снимаем сопротивление, сравниваем с таблицей?

[oskolade]

Хочу почитать подробнее про эту нить! :))

[oskolade]

Нашел, очень интересно, спасибо!

Answer 12

[Yegor S]

Есть одна идея, но она вам не понравится =)))
На резинку крепим ферритовый стержень.
Вокруг резинки мотаем катушку.
При вдвижении стержня в катушку — происходит значительное изменение её индуктивности, которое уже можно отслеживать электронно. Ну например, включить катушку в резонансный контур и поставить преобразователь частота-напряжение…
Способ очень точный, накопление ошибки отсутствует, можно сделать как угодно миниатюрно, но надо дружить с руками, головой и паяльником.

Раньше на таком принципе делали педали для электрогитары.

Comments

[oskolade]

:-))))))) пока не представляю как это сделать, если честно. Идея интересная, но нужно всё на слишком низком уровне делать — сердечники, катушки мотать. Я боюсь не справиться :) Большое спасибо.

Answer 13

[oskolade]

Уважаемое сообщество, пишу что нарыл на данный момент, вдруг кому любопытно :)
1. Гибкие датчики растяжения (вроде то, что доктор прописал) большое спасибо podkovyrsty
http://robosensors.net/mechanical-sensors/flexible-stretch-sensors.html
http://www.imagesco.com/sensors/stretch-sensor.html
2. Миниатюрные тросиковые датчики (даже миниатюрные весьма большие, мельче не нашёл, а жаль, казалось это ровно то, что нужно и не нужно сложных схем, можно сразу или почти сразу подключаться к цифровой части, зависит от датчика)
http://www.sensorlink.ru/pdf/01_SG5.pdf
http://www.sensor-systems.ru/product_13.html
3. Собирать датчик самому, тут лидируют стержни, вдвигаемые в катушки и приделывание катушки к очень компактным магнитным датчикам угла поворота.
http://www.prosoft.ru/products/brands/ams/362657/

Большое спасибо всем, кто принял участие!