Измерение давления в стволе ружья(тензонометрия выстрела)

[стрелец]

Alex71, и я о том же пишу. Заводской патрон не так хорош по сравнению с моим , но он отвечает ГОСТа непримее инеприменим на площадке..Но в убийстве дичи действуют другие правила и их оспаривать негуманно, хотя Я =ЧЕЛОВКК ОТМОРОЖЕННЫЙ моргом и сторонник убийства наглухо.

 

[dry]

Вам не нужен ни ОУ, ни осциллограф. Величины изменения сигнала "милливольты" вполне достаточно, если этот сигнал подать на вход звуковой карты того же ноутбука. Эта звуковая работает с частотой дискретизации 44 KHz, и ее в данном случае за глаза хватит. Главное помехи отфильтровать. Для записи сигнала есть куча программ типа Виртуальный Осциллограф.
Обычно в этом случае поступают наоборот, уровень сигнала входного ограничивают, чтобы звуковуху не попалить. Надо будет собрать простейший делитель напряжения. Хотя если подавать на вход падение напряжения на самом тензорезисторе, то дополнительный делитель не нужен, падение будет ровно такое же как сигнал от микрофона.

Спасибо за подсказку! это удешевляет и упрощает всё необходимое.

 

[kmv1961]

Возможность измерения пика давления конкретного патрона, это очень ценная возможность для любителей самоснаряжения, применяющих различные виды заряжания. Но по вопросу применения для этой цели тензодатчика имеются сомнения по поводу точного места наклейки датчика для определения пика давления. Если я правильно понимаю, тензодатчик регистрирует через напряжение величину давления в том объёме ствола, где установлен. С его помощью можно безошибочно определить например, давление во втором сечении или дульное давление, т.е давление в конкретном месте ствола. Но у максимального давления нет конкретного места. Оно зависит от скорости горения пороха, т.е скорости нарастания давления. И может по месту отличаться, особенно при нестандартных способах заряжания, например Магнумы, бинары, тринары. Или я не прав и принцип измерения у тензодатчиков другой?

 

[Lexs Lavrov]

тензодатчик регистрирует через напряжение величину давления в том объёме ствола, где установлен.

При гладкоствольных скоростях снарядов - вполне оправданно считать, что давление газов в заснарядном пространстве распределено по всей площади камеры равномерно.
Если мы приклеим датчик, допустим, в середине ствола, то до тех пор пока снаряд не пройдет это место - давление газов к этому месту приложено не будет и измерить мы ничего не сможем.
Если мы приклеим датчик к патроннику, то мы будем измерять давление в течение всего выстрела и мы поймаем пик давления в любом случае.
Тут фишка в том, что датчик тензодатчик реагирует, грубо говоря, на то как раздувается ствол от давления. А ствол - это длинная труба и на нагрузку она реагирует целиком. Что я хочу сказать - в начале выстрела заснарядное пространство имеет небольшую длину. И давление действует на небольшую часть длины ствола. Но при этом справа и слева от того места, где приложено давление - есть стенки ствола, не испытывающие этого давления. Но в реакции на давление - эти участки участвуют.
А крешерный метод - через конкретную дырдочку давление перенаправляется на элемент, воспринимающий это давление. И диаметр дырдочки - постоянный и заранее известный. И крешерный метод - заточен на "запоминание" одного лишь максимального давления. Если пробор закладной - то максимальное в стволе вообще. Если прибор ввинчиваемый - то конкретно в месте ввинчивания.

 

[kmv1961]

Я достаточно хорошо знаком с принципом измерения давления крешерным и пьезо-электрическим методами, Там действительно, давление не будет измеряться (не считая прорыва газов), пока обтюратор не поднимется до уровня установки датчика, а вернее отверстия в стволе и гильзе, через который давление воздействует на датчик. Но тензо - это датчик, реагирующий на вибрацию ствола, которая начинается уже при срабатывании капсюля, т.е датчик должен сразу реагировать на давление, независимо от места установки и не дожидаясь прихода обтюратора на его уровень. Ствол это конечно труба, но переменного сечения и толщины. Поэтому в разном месте установки датчика, показания одного и того же давления будут разные. По идее, пик давления по максимальной вибрации можно зарегистрировать и на дульном срезе. Но она будет отличаться от уровня вибрации на патроннике.

 

[Lexs Lavrov]

Но тензо - это датчик, реагирующий на вибрацию ствола

Тензодатчик - реагирует на сжатие/растяжение датчика. Чем эта деформация вызвана - не важно. В весах тензодатчики успешно регистрируют вес

т.е датчик должен сразу реагировать на давление, независимо от места установки

Интересный тезис...
Если его развить без всякого стыда и меры - тогда получится что датчик можно установить дома, в тепле и сухости. А поскольку от места установки ничего не зависит, датчик успешно будет регистрировать давление при стрельбе где-то в лесу на болоте. Так?
Может все-таки зависит от места установки? Наверное не стоит клеить датчик на прицельную планку или на мушку/целик? А как раз наоборот - стоит клеить его на само тело ствола?

тензо - это датчик, реагирующий на вибрацию ствола

Тоже очень интересный тезис!
А если я просто потрясу ружье - сколько Бар можно вытрясти?
А если холостой спуск - это ж тоже удар получается. Удар курка передастся через механизмы и детали в ствол... сколько Бар выбьет?
А если молотком да в торец ствола, а?

Давайте представим себе такую вот картину.
Есть труба длиной два метра. Она заварена перегородками на одном конце и посередине. Второй конец - открыт. Получается есть две емкости - закрытая и "стакан", при этом у них - общее донце, расположенное в центре трубы.
Два тензодатчика наклеены точно посередине ёмкостей - на расстоянии 0.5 м от каждого конца трубы.
Датчики откалиброваны.
В закрытую емкость нагнетается давление 100 Бар.
Сколько покажет датчик на закрытой емкости?
Сколько покажет датчик на открытой емкости?

 

[kmv1961]

Не воспринимайте так буквально. Я говорю о вибрации ствола, как об источнике давления для датчика. Если Вы установите датчик в середине ствола и стукнете пальцем по патроннику, то датчик все равно покажет давление, т.к вибрация распространится на весь ствол. Ведь ствол, это единое целое. Отличаться будет только уровень вибрации. Не забывайте, что тензо -датчик в нашем случае измеряет не давление в стволе (в отличии от крешера), а его косвенный показатель - вибрацию ствола, которая имеет место при выстреле и которая прямо пропорциональна давлению в стволе. Мы просто используем это явление.

 

[Lexs Lavrov]

Я говорю о вибрации ствола, как об источнике давления для датчика.

И делаете при этом гигантскую ошибку т.к. датчик не воспринимает давление. Датчик воспринимает относительное удлинение, которое вызвано давлением... или не давлением
Вибрация порождает циклические кратковременные деформации сжатия-удлинения в материале. Давление порождает деформацию которая сохраняется столько же времени, сколько действует давление т.е. относительно долговременная деформация.

Вот вам для предметного обсуждения - осциллограмма, снятая мною лично с датчика ускорения, установленного на ружье. Датчик ускорения - естественно пьезо.
Разница между процессом развития выстрела и последующими вибрационными колебаниями в стволе - что называется "на лицо".
Заметьте - до начала основного фронта есть какая-то мельтешня, вызванная ударами в УСМ, но на фоне основного пика - это копейки, не заслуживающие внимания.
Теперь надо вспомнить о том, что я-то использовал датчик, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ измерения вибрации. То есть вибрацию он будет чувствовать лучше, чем датчик давления, который (внезапно, да?) для измерения вибрации НЕ предназначен .
Я боюсь что если измерять давление через вибрацию, им вызываемую, то можно не измерить вообще ничего. Статическое давление так вообще не измерить но слава богу оно нас и не интересует.
Ударное воздействие давление измерить можно, но чертовски неэффективно т.к. амплитуда вибраций будет затухать по мере удаления от источника и потребуются усилители.
При измерении давления у нас есть возможность наклеить датчик на патронник. Вот именно так и надо поступить. И при этом лучше учесть чувствительность датчика по разным направлениям. Если у него имеется направление с повышенной чувствительностью - то его как раз и надо расположить в поперечной плоскости.

 

[kmv1961]

Если датчик не воспринимает давление, то каким образом тогда измеряется масса в электронных весах, где используется тензо-датчик ? Или Вы хотите сказать, что на стволе он воспринимает не поперечные колебания, а упругую продольную деформацию ствола, которая по уровню выше ? Но с таким же успехом ствол удлиняется и поперёк, что и вызывает поперечные колебания. Чувствительность датчика значение не имеет при наличии усилителя.

 

[Lexs Lavrov]

Я готов с Вами согласиться, но каким образом тогда измеряется масса в электронных весах, где используется тензо-датчик ?

В весовых системах тензодатчик закрепляется на довольно массивном блоке металла. Размер этого блока - зависит от диапазона весов. Если блок достаточно большой - датчик может быть установлен и внутри блока металла, в отверстии.
Один конец блока закрепляется на основание весов. На второй конец действует вес платформы с грузом, из-за чего блок изгибается. Датчик регистрирует изгиб блока, а схема весов - переводит единицы сопротивления датчика в единицы веса и показывает на экране.
В бытовых напольных весах очень часто под каждой ножкой - свой отдельный тензодатчик. Схема складывает вес со всех ног и на экран идет сумма. Это делается в угоду упрощения механизма при работе с более-менее уже серьезными весами.

что на стволе он воспринимает не вибрационные колебания, а упругую деформацию ствола, которая по уровню выше

Именно так.
В теме по Ленинградками RW1AW показаны фото калибровочных причиндалов для калибровки тензодатчика. С помощью этих причиндалов в ствол надувается из баллона давление, которое контролируется манометром. Свободный конец ствола - затыкается. То есть калибровка идет вообще в статическом режиме. 600 Бар дунуть проблематично, но 150-200 можно вполне. Деформации все упругие и все эффекты линейные - значит с достаточно чистой совестью можем экстраполировать.

 

[kmv1961]

Всё, убедили. Спасибо за разъяснения. Я просто не знал, что тензо датчик работает исключительно в продольном направлении.

 

[Lexs Lavrov]

тензо датчик работает исключительно в продольном направлении

Зависит от конструкции датчика. Большинство сделаны для работы на одно направление. В перпендикулярном направлении они тоже работают, но чувствительность будет в десятки раз хуже.

 

[yuriy82]

Спасибо за подсказку! это удешевляет и упрощает всё необходимое.

удалось что-то? есть результаты?

 

[dry]

удалось что-то? есть результаты?

К сожалению на новой работе шестидневка двенадцатичасовая,пока кроме работы остальное мне только снится,надеюсь до апреля потом либо сделают пятидневку или уволюсь тк дача-охота и тд.