Профиль должен быть заполнен на русском языке кириллицей. Заполнение профиля заведомо ложными или некорректными данными - причина возможного отказа в регистрации на форуме.

Дистанционное измерение скорости

КИП и датчики

Автор темы
Voskresensk

Дистанционное измерение скорости

Сообщение Voskresensk » 28 янв 2010, 13:59

Нужно измерить скорость каретки наземными средствами движущейся со скоростью 0 - 1000 м/с по прямолинейному рельсовому пути длиной до 4км, с погрешностью менее 1%. Используемые в настоящее время индуктивные датчики встраиваемые в рельсовый путь через 10м неудобны в обслуживании. Использование лазерных систем ограничивают погодные условия и использование гидротормажения (водянное облако). Более подробно можно посмотреть на http://www.fkpgknipas.ru/old/rus/index.htm. Система должна быть надежной и проста в обслуживании.

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Никита » 28 янв 2010, 16:10

Хорошая задача. Красивая. Я так понимаю распределенные наземные датчики вас не устраивают в принципе. Идея установки прибора на самом объекте и передача данных с него тоже по каким-то причинам не проходит, иначе уже было бы сделано без вопросов в форуме. Т.е. прибор в одной точке и с дальностью 4 км и класса не хуже 1,0. Требования к частоте выборки какие? Конкретных вариантов нет но подумать можно)
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Михайло
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2225
Зарегистрирован: 10 ноя 2009, 04:58
Ф.И.О.: Толмачев Михаил Алексеевич
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 23 раза
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Михайло » 28 янв 2010, 17:37

1000 м/с? 3600 км/ч... :?

Может энкодер какой-нибудь приладить?.. С какой частотой вращаются ролики? Или там линейный двигатель?


Василий Иванович
авторитет
авторитет
Сообщения: 872
Зарегистрирован: 21 авг 2009, 13:25
Ф.И.О.: Василий Иванович
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Василий Иванович » 28 янв 2010, 17:48

Надо спросить у продавцов полосатых палочек. Их тема. :D

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Никита » 28 янв 2010, 18:32

Там самолетный или ракетный двигатель гоняет телегу как я понял. Продавцы полосатых палочек сами бы охотно отвалили за радар с дальностью 4 км. А вот такой вопрос назрел - а нельзя ли согласно теории Эйнштейна мерить скорость земли относительно телеги? Т.е. подобрать датчик выдерживающий подобные перегрузки и вести регистрацию на самом объекте а потом спокойно этот ящик снимать и расшифровывать? Такие решения кстати в авиации уже есть )
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "

Аватара пользователя

TEB
специалист по DEIF
специалист по DEIF
Сообщения: 7900
Зарегистрирован: 17 июн 2008, 15:01
Ф.И.О.: Евгений свет Брониславович
Благодарил (а): 38 раз
Поблагодарили: 65 раз
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение TEB » 28 янв 2010, 19:27

Однако, задачка.....!

Идеи:
  1. через определённые промежутки поперёк пути ставить всё-таки лазерные датчики (проезжающая тележка перекрывает луч), быстродействующие. Расчёт скорости - по времени прохождения пути от пары к паре датчиков
  2. то же самое, но вместо лазерных датчиков - на шпалы герконовые датчики через равные промежутки, правда могут срабатывать от вибрации, зато водяное облако не страшно.
  3. ось колес тележки снабдить зубчатым колесом, на которое поставить индуктивный датчик (как это делается для определения частоты вращения коленвала ДВС). правда две проблемы: 1 - как доставить показания скорости с летящей тележки до будки с оборудованием/наблюдателями (радио?); и 2 - выдержит ли счетный контроллер на тележке перегрузки при старте/торможении тележки.
По вопросам работы Форума можно обратиться ко мне, или по этим контактам.

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Никита » 28 янв 2010, 19:49

Насчет доставки показаний напоминает историю про измерения давления ударной волны ядерного взрыва и русские кирпичи. Должно быть что-то простое как палка и вызывающее эмоции "как я раньше не догадался". А госповерка этого комплекса подразумевается?
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Михайло
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2225
Зарегистрирован: 10 ноя 2009, 04:58
Ф.И.О.: Толмачев Михаил Алексеевич
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 23 раза
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Михайло » 28 янв 2010, 19:49

genelectric писал(а):ось колес тележки снабдить зубчатым колесом, на которое поставить индуктивный датчик (как это делается для определения частоты вращения коленвала ДВС)

Ну это и есть энкодер. Очень важно, чтобы на таком большом расстоянии не накопилась ошибка преобразования углового перемещения в линейное... ну и обозначенная проблема с радиосигналом...

genelectric писал(а):[*]через определённые промежутки поперёк пути ставить всё-таки лазерные датчики (проезжающая тележка перекрывает луч), быстродействующие. Расчёт скорости - по времени прохождения пути от пары к паре датчиков
[*]то же самое, но вместо лазерных датчиков - на шпалы герконовые датчики через равные промежутки, правда могут срабатывать от вибрации, зато водяное облако не страшно.

Это наверное то же самое, что и те 400 индуктивных датчиков каждые 10 метров... Ненадежно.

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Никита » 28 янв 2010, 20:02

Есть подозрения что не всегда скорость обода соответствует скорости телеги. Проскальзывать может, короче говоря, на таких скоростях
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Михайло
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2225
Зарегистрирован: 10 ноя 2009, 04:58
Ф.И.О.: Толмачев Михаил Алексеевич
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 23 раза
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Михайло » 28 янв 2010, 20:26

Никита писал(а):Проскальзывать может, короче говоря, на таких скоростях

Но и требуемая точность невысокая, если подумать...

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Никита » 28 янв 2010, 20:32

Да... Нужны комментарии автора темы... Ведь идея спидометра для измерения скорости очевидна, но за каким-то поставили датчики на рельсы
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Voskresensk

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Voskresensk » 29 янв 2010, 09:49

Разгон каретки производится ракетными двигателями. Башмак захватывает головки рельсов и скользит по рельсовому пути. В настоящее время в левом рельсе через 10м расположены индуктивные датчики. Магнит проходит над ними и по двум проводам наведенный сигнал поступает через АЦП в компьютер, где затем определяются несработавшие датчики (если более 5 подряд не сработает погрешность резко увеличивается) и строится апроксимация, после этого определяется скорость по пути. Система очень трудоемка в эксплуатации и очень много отказов. Полученная скорость сравнивается со скоростью полученной с датчиков линейных ускорений с которых информация пишется на бортовые регистраторы. Погрешность датчиков порядка 3%- различные погодные условия и внешние воздействия, при интегрировании погрешность увеличивается.
В случае аварии бортовые регистраторы могут не сработать, несмотря на резервирование, а эксперименты достаточно дорогие. Измерения радаром или лазером с передней полусферы сильно затрудненны, так как при работе ракетных двигателей образуется плазменное облако, которое экранирует сигнал. На каретке можно поставить любой отражатель, но если излучатель расположить в конце трека, то он должен быть мобильным, чтобы его можно было потом увезти.


Михайло
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2225
Зарегистрирован: 10 ноя 2009, 04:58
Ф.И.О.: Толмачев Михаил Алексеевич
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 23 раза
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Михайло » 29 янв 2010, 11:09

Я так полагаю регистратор скорости на борту каретки годится. Так?

Тогда у нас два варианта:
1. регистрация скорости на стационарном объекте
2. регистрация скорости на борту каретки

Преимущества первого варианта:
- Не нужно городить огород на каретке (не требуется обеспечивать высокие вибростойкость, надежность, низкую стоимость регистратора)
- Регистрация в реальном времени

Преимущества второго варианта:
- Не требуется обеспечивать дальность действия дистанционного измерительного сигнала (радио, лазер...)
- Не требуется "точность стрельбы" по мишени


Какие датчики меряют скорость самолета? Трубка Пито. Правда от нее после падения французского самолета в Атлантический Океан летом 2009 года предлагают отказываться... Заменяя на что?


pike
не первый раз у нас
не первый раз у нас
Сообщения: 362
Зарегистрирован: 08 авг 2008, 09:43
Ф.И.О.: Щукин Андрей Александрович
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение pike » 29 янв 2010, 11:15

Voskresensk писал(а): Магнит проходит над ними и по двум проводам наведенный сигнал поступает через АЦП в компьютер, где затем определяются несработавшие датчики (если более 5 подряд не сработает погрешность резко увеличивается) и строится апроксимация, после этого определяется скорость по пути.

Меня от такой схемы сразу передернуло. Такой широкий выбор проблем сразу вырисовывается...
Первое, что пришло в голову, это не искать другое "мифическое" устройство, а доработать существующую схему.
1) Выкидываем не понятные аналоговые индуктивные дачики и магнит.
2) Ставим промышленные дискретные индуктивные датчики с 24 В сигналом. С частотой срабатывания 3 кГц датчики есть, вроде бы попадались и на 5 кГц. Выбор по степери защиты и стойкости в загрезнению достаточно большой. Срабатывание на металлическую пластину, длина которой определяется из зоны срабатывания датчика и скорости.
3) Вдоль объекта устанавливаются удаленые входы под скоростную сетку. Думаю, что здесь как раз уместно использовать что-нибудь на базе Ethernet: Profinet IO, EtherCAT.
Где-то так.
Авторы ТЗ, с которыми я работаю, не имеют права жаловаться на дороги, ЖКХ, бюрократию и правительство.


Василий Иванович
авторитет
авторитет
Сообщения: 872
Зарегистрирован: 21 авг 2009, 13:25
Ф.И.О.: Василий Иванович
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Василий Иванович » 29 янв 2010, 11:59

Михайло, они хотят наземными средствами измерять, стоит в исходном сообщении. А так...
Известно несколько методов измерения скорости полета самолета. Среди них следует отметить аэродинамический, доплеровский и инерциальный. Аэродинамический метод измерения скорости полета основан на измерении динамического давления скоростного напора воздуха, функционально связанного со скоростью полета. Этот метод положен в основу большинства существующих указателей индикаторной скорости и истинной воздушной скорости, а также указателей числа М.
Доплеровский метод измерения скорости полета сводится к измерению разности частот радиосигналов — излучаемого к земной поверхности и отраженного от нее.
Инерциальный метод измерения скорости основан на измерении ускорений и однократном интегрировании полученных сигналов.
Доплеровский и инерциальный методы применяются для измерения путевой скорости.


Михайло
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2225
Зарегистрирован: 10 ноя 2009, 04:58
Ф.И.О.: Толмачев Михаил Алексеевич
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 23 раза
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Михайло » 29 янв 2010, 12:04

400 датчиков... Минимум на 0,5 млн. выходят затраты... А если что-то другое придумать, более простое?


Автор темы
Voskresensk

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Voskresensk » 29 янв 2010, 12:29

Индуктивные датчики - теже проблемы. Каретка проходит участки с различной скоростьюс ускорением до15g, датчики будут реагировать не только на магнит, но и на весь башмак, передний и задний, длина башмака 0,5м, разная длительность и интенсивность сигнала, выход у датчиков аналоговый, помехоустойчивость будет немного повыше, так как амплитуда сигнала будет больше. АЦП на 1МГц, не менее. Пробовали обратную схему с записью на регистратор, но проблем оказалось еще больше. Хотелось бы уйти от такого количества датчиков - слишком не надежная система. Трубка Пито (ПВД) дает очень большие погрешности. На самолетах сигнал обрабатывается совместно сдругими датчиками (комплексирование сигналов). Поставить на борт доплеровскую антенну типа ракетных ДИСС (доплеровский измеритель скорости и сноса) - большая погрешность. Может быть имеется какой другой доплеровский измеритель, который держит вибрации +-40g, но мне не попадался. Да и как он будет работать на 0 высоте - тоже вопрос. Ствить ГИС на каретку в зимних условиях - еще тот геморой.


Василий Иванович
авторитет
авторитет
Сообщения: 872
Зарегистрирован: 21 авг 2009, 13:25
Ф.И.О.: Василий Иванович
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Василий Иванович » 29 янв 2010, 12:47

А что если на борту поставить специальный излучатель (свет, звук и т.п.), сигнал с которого будет приниматься на земле? Может тогда плазменное облако не помешает?


pike
не первый раз у нас
не первый раз у нас
Сообщения: 362
Зарегистрирован: 08 авг 2008, 09:43
Ф.И.О.: Щукин Андрей Александрович
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение pike » 29 янв 2010, 12:49

Voskresensk писал(а): Индуктивные датчики - теже проблемы. Каретка проходит участки с различной скоростьюс ускорением до15g, датчики будут реагировать не только на магнит, но и на весь башмак, передний и задний, длина башмака 0,5м, разная длительность и интенсивность сигнала, выход у датчиков аналоговый, помехоустойчивость будет немного повыше, так как амплитуда сигнала будет больше. АЦП на 1МГц, не менее. Пробовали обратную схему с записью на регистратор, но проблем оказалось еще больше.

1) Магнит для нормального инд.датчик не нужен, то что длинна башмака пол метра очень хорошо - гарантированная регистрация сигнала на макс скорости если датчик на 3 кГц. + дискретные датчики имеют более устойчивую зону срабатывания. Помехоустойчивость в моей схеме в разы превышает то, что есть у вас сейчас: не надо тянуть км кабеля с аналоговым сигналом, все сигналы передаются по цифровой шине.
Для вычисления скорости вам нужны только передний фронт сигнала от датчика: время прохождения известного расстояния между
2 датчиками.

Voskresensk писал(а): Хотелось бы уйти от такого количества датчиков - слишком не надежная система.

В чем выражается "не надежность"? Выход из строя датчика? Не устойчивое срабатывание?
Последний раз редактировалось pike 29 янв 2010, 13:23, всего редактировалось 1 раз.
Авторы ТЗ, с которыми я работаю, не имеют права жаловаться на дороги, ЖКХ, бюрократию и правительство.

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Никита » 29 янв 2010, 12:53

Кино со стороны снимать не пробовали? При удачном расположении камеры, достаточной частоте кадров и хорошей видимости думаю можно на хорошем оборудовании получить положение каретки на каждом кадре с требуемой точностью.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Михайло
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2225
Зарегистрирован: 10 ноя 2009, 04:58
Ф.И.О.: Толмачев Михаил Алексеевич
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 23 раза
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Михайло » 29 янв 2010, 13:20

А Вы посмотрите, Никита, фотографии по ссылке. Там лес сплошной, просека и рельсовый путь...


Автор темы
Voskresensk

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Voskresensk » 29 янв 2010, 14:27

Мы проводим государственные испытания всех катапультируемых кресел и ведем скоростную кино и видеосъемку кинокамерами СКС (2000к/c) (20-30камер)и 4 видеокамерами до 50 000к/c. Ширина просеки +-100м. К сожалению скоростные видеокамеры даже до 500к/c достаточно дорогое удовольствие, да + термокожухи и система ориентирования для восстановления 3-х мерных траекторий, кресла летчика и отстреливаемого фонаря.
Надежность индуктивных датчиков - вибрации,шум, окисление контактов, вода или лед на поверхности датчика, надо не менее 5 точек -10КГц, по переднему фронту работать проблематично - разный угол наклона при разных скоростях. Да и обслуживать проблема. Установить на борт излучатель с высокочастотной обработкой сигнала - вроде неплохо, но пока мы модем на борт писать аналоговый сигнал с частотой не более 1МГц на канал. Хотелось бы найти готовый прибор.


leon78
завсегдатай
завсегдатай
Сообщения: 565
Зарегистрирован: 25 июл 2008, 09:06
Ф.И.О.: U.L.A.
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение leon78 » 29 янв 2010, 15:03

GPS приемники могут скорость измерять. Интересно, какая у него погрешность?
Хард - это то, что можно швырнуть об стенку, а софт - это то, что можно лишь обматерить.

Аватара пользователя

VADR
администратор
администратор
Сообщения: 2411
Зарегистрирован: 25 июл 2008, 06:12
Ф.И.О.: Диев Александр Васильевич
Благодарил (а): 19 раз
Поблагодарили: 26 раз

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение VADR » 29 янв 2010, 16:02

А если между рельсами вдоль проложить проводник с витками, примерно так:
induct.JPG

а над витками - в нижней части тележки - магнит. От наведённой э.д.с. будут пролетать импульсы, которые можно считать. Как вариант - несколько параллельных проводников и витки со смещением, тогда будет серия из нескольких импульсов в разных цепях - исключается проблема "потерянных" импульсов. На всю длину сделать, конечно, не получится (высокая индуктивность цепи сгладит импульсы), но можно сделать несколько фрагментов с синхронизированными по времени вторичными преобразователями.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Повторное использование кода не отменяет повторного использования мозга при его повторном использовании.


Автор темы
Voskresensk

Re: Дистанционное измерение скорости

Сообщение Voskresensk » 29 янв 2010, 16:36

Индуктивные датчики мы делаем сами , так как требуется большой диаметр 10см, датчик сделан по аналогии с катушкой с намотанным медным проводом. В предложенной схеме наведенные импульсы будут сливаться и большая вероятность пореждения провода при испытаниях. Мне нравится схема с излучателем на борту - буду думать как ее реализовать. Здесь главное сам прибор и принцип. Обработку сигнала и запись на регистратор сделаем - это не проблема.


Вернуться в «КИП и датчики»



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей