Измерение давления в стволе ружья(тензонометрия выстрела)

[dry]

Здравствуйте всем!
Думаю данная тема заинтересует самоснаряжающих,я искал информацию и собирал её по интернету в течении 2 недель.Пытался задавать вопросы в личке на форумах-включаяя этот,но в ответ либо игнорирование,либо утверждение о том что дорого и не нужно простому охотнику.
Начнём с теоретического урока как это делается,с помощь чего и сколько это может стоить.

Ствол ружья при выстреле раздувается от внутреннего давления на невидимую глазу величину.Эту величину надо замерить датчиком-называемым тензорезистор.
Нам понадобятся полномостовые тензорезисторы,кроме как на лиэкспрессе я их не видел в России.На али их надо искать с запросом
full bridge strain gauges. По этому же запросу в гугле можно посмотреть как они выглядят.

Его приклеивают на ствол ружья(с наружи) в районе где распологается патрон(на патронник),а точнее где в гильзе расположен порох.Делать это нужно суперклеем или специальным цианокрилатным клеем.

На вход тензоресистора подаётся напряжение с батарейки например 5 вольт,а на выходе во время выстрела остаётся на много меньше-примерно миливольты.Эта разница и есть показатель давления в стволе,но она мала для замера и для этого требуется усиление сигнала.Усиление делается с помощью -операционного усилителя(я например хочу сделать на основе AD620).

Далее замер делают осцилографом,подключая его к усилителю,он рисует всю кривую изменения напряжения во время выстрела от начало горения пороха,до покидания дроби или пули ствола.
Осцилограф лучше брать который подключается к ноутбуку,а конкретно модель MDSO ISDS205A (на али экспрессе он стот 2800р)

Данный осцилограф единственный по цене и качеству который мне подошёл,.тк остальные дороже или с плохими отзывами.Осцилографы которые покажут кривую не прибегая к помощи ноутбука в разы дороже.
Самому тензометрическому мосту (таким образом раположены тензорезисторы одного приклеваемого дачика) нужна балансировка.Эта балансировка делается многооборотным резистором 10ком.Вот как он выглядит.

Вот схема его подключения

Для питания тензорезистора скорее всего понадобится опорное напряжения,сама готовая плата стоит до 300р на али.Ищется она на с помощью ключевых слов(Ad584 Высокая точность Напряжение).Выглядят они вот так,но бывают разные с виду.

Ещё хотелось бы написать где можно посмотреть подробности подборки и подключения всего железа.
1 на ганзе есть тема - Как измерить давление газов в стволе?
2 есть тема на форуме радиокот - тензонометрия выстрела

На форуме радиокот я и нашёл готовое решение.
Надеюсь здесь появятся люди которые помогут с рисунками или схемами по подключению это всего в единый измерительный комплекс.Тк я сам в этом полный ноль и с паяльником на вы.
Останется вопрос с калибровкой самого датчика,на этот счёт я думаю что не обязательно знать цифры создаваемого давления-достаточно сделать замер разных патронов из магазина и не привышать их давления.Можно специально сделать замер снарядов имеющих после выстрела подутие капсуля-что свидетельствует о превышении давления.Главное что-бы было от чего отталкиваться при замерах.Вообщем это дело решаемо.
PS-тема будет вычищаться от флуда и от таких высказываний ,что тема не нужная.

 

[Lexs Lavrov]

На вход тензоресистора подаётся напряжение с батарейки например 5 вольт

Я думаю вам следует учесть что напряжение на выходе батарейки - оно не всегда 5 вольт. Поплыла батарейка - поплыли показания.
Нужно собирать источник опорного напряжения, например для АЦП или ЦАП и использовать его.

достаточно сделать замер разных патронов из магазина и не привышать их давления.

Вот это будет забавный эксперимент! Купите в магазине пачечку патронов и посмотрите как пляшет давление в пределах пачки

--- Добор поста---

Здесь и дальше читали?
Там в первом после фото приблуд для калибровки есть. Где-то дальше по тексту должно быть объяснение, но я искать замаялся

 

[dry]

Вот это будет забавный эксперимент! Купите в магазине пачечку патронов и посмотрите как пляшет давление в пределах пачки

Не понимаю за чем нужны абсолютно точные цыфры в барах,у нас что лаборотория?
Простому охотнику надо знать когда он в своих патронах приблизится к пику дозволенного давления,всё больше ни чего не надо,дальше можно скажем снаряжая бинар или тринар играть временем горения этого пороха.Сам пик дозволенного можно вычеслить следующими способами.
1 снаряжать патроны навесками от минимума,до подутия капсуля-это и будет перебор,тот самый пик когда уже перебрали.
2 купить патроны хорошие и отстрелять их,будет пик дозволенного .Усреднить 10 графиков отстреленных патронов не составит огромного труда.
Мне лично нужна визуализация -график происходящего горения,а уж имея графики отстреленных с заводскими патронами и самосборных с превышенным давлением.Думаю вообще больше ни чего не надо.Можно спокойно ориентироваться на полученные числа пусть они будут хоть в попугаях.
Люди пользуются данным методом с 2013года и довольны результатом:

Калибровку я делал заводскими патронами. У меня была цель - подобрать двойной или тройной заряд чтобы пиковое давление было меньше, чем у заводского патрона, а спад более пологий. В итоге повысились резкость и равномерность осыпи, уменьшилось число отрывов дробин. Резкость - за счет поддержки давления на снаряд после пика, равномерность осыпи - за счет меньшего смятия дроби пиковым давлением выстрела. Добился самых качественных выстрелов!

Это можно сравнить сравнить с тем,что при пристрелке требовать что-бы дробины попадали не в доску и мы мерили количество диаметров,а сделали огромный щит-подключили тензорезисторы и требовали предоставлять отчёты по резкости дроби в джоулях.Вот это было-бы забавно действительно.

--- Добор поста---

Здесь и дальше читали?
Там в первом после фото приблуд для калибровки есть. Где-то дальше по тексту должно быть объяснение, но я искать замаялся

Это всё я читал ещё на ганзе,задавал вопросы в личке.Это пустая трата времени........
Есть готовое решение со всеми объяснениями-набираем в гугле (тензонометрия выстрела) и большего не надо.
Зачем тратить своё время на тех кто не расположен к общению ?

--- Добор поста---

Нужно собирать источник опорного напряжения, например для АЦП или ЦАП и использовать его.

Нужно просто купить его готовый на али экспрессе за 200рублей и подсоединить к нему крону или другой источник питания.
Выбрать можно посмотрев пару роликов в ютюбе о посылках скитая https://www.youtube.com/results?search_query=Источник+опорного+напряжения

 

[АндрейКА]

у нас что лаборотория?

А вы чем занимаетесь?

Простому охотнику надо знать когда он в своих патронах приблизится к пику дозволенного давления

По-моему простому охотнику нафиг не упали такие эксперименты

 

[Lexs Lavrov]

Не понимаю за чем нужны абсолютно точные цыфры в барах,у нас что лаборотория?

Если для себя-одного-любимого - то можно и в попугаях.
Но вы пишете

Простому охотнику надо

А простой охотник что знает? Знает что написано в паспорте ружья, если отечественное. Или что клейма говорят - если паспорт утерян или импортное, которое дед еще с войны привез из Германии.
Из всех этих источников можно выяснить только "ружье испытано давлением NNN бар". И число NNN может здорово разниться. Какая-нибудь старая тоненькая бельгийка - 650 бар. Современный ломовой Вепрь или полуавтомат 12х89 под стальную дробь 1050 бар. И это надо понимать что все эти значения получены крешерным методом. Для старых ружей - другого варианта и быть не могло. А крешер и пьезо - они разные результаты выдают.

Так что вопрос калибровки - это вопрос применимости полученных вами данных, то есть их полезности для кого-то кроме вас.

купить патроны хорошие и отстрелять их,будет пик дозволенного

Вот ни разу не так.
Любой покупной патрон - он прежде всего безопасен. И делается он в расчете "мало ли кто и из какого ружья будет стрелять, лишь бы чего не вышло худого".

Насчет смысла моего комментария - я о том, что любопытно было бы узнать как скачет давление в заводских патронах из одной пачки. ИМХО - не может заводская линия сыпать так же точно как ответственный самокрутчик. А значит давление будет прыгать. Кстати если поставлена такая задача - посмотреть стабильность давления в партии патронов - то тут как раз можно и без калибровки т.к. измерения относительные.

не расположен к общению

Я с Александром Эдуардовичем на прошлой неделе виделся - он неважно себя чувствовал и жаловался что сильно болит зуб. Будь я на его месте в его состоянии - я бы вряд ли так с вами общался как сейчас.

Нужно просто купить его готовый на али экспрессе за 200рублей и подсоединить к нему крону или другой источник питания.

Я имел в виду то, что хороший опорник - это не просто одна микросхема и всё. Мне на одной микросхеме никогда нормальных опорников собрать не получалось. Вот если их обвесить снаружи хорошими танталовыми конденсаторами и прочей требухой как рекомендуют в даташите - вот тогда получается очень хорошо! Даже при питании от AC/DC хорошо, а уж они-то импульсными помехами сруть очень хорошо. Батарейка хороша тем что она импульсных помех не дает... но плывет.

 

[Lexs Lavrov]

По-моему простому охотнику нафиг не упали такие эксперименты

Соглашусь с этой формулировкой.
Простому охотнику нужен четкий рецепт - возьми столько пороха, такой пыж, столько-то такой-то дроби, в такую-то гильзу и так-то закрой.
Собственно в США производители порохов и выпускают такие справочники. Там в виде таблиц указано

Возьми порох Hodgdon Longshot, отмерь 33,6 гран. Положи в гильзу с капсюлем Cheddite 209, используй пыж-контейнер Federal 12S3. Вся таблица - для 12 калибра, свинцовая дробь 1.125 унций. Давление будет 7100 фунтов на квадратный дюйм и скорость 1420 футов в секунду.
Справочник, он конечно денег стоит... но его можно купить. А где у нас такой справочник по "Соколу"? Хотя бы по Соколу - это у нас самый доступный порох...

Но, возвращаясь к теме - без экспериментов и оборудования - рецепт не родится. Так что эксперименты конечно нужны.

 

[стрелец]

Не надо никаких справочников.На банке всё указано, и сколько пороха сыпать, и какие комплектующие в патрон пихать, и в каком порядке и количестве.Придерживайтесь инструкции и вам будет хорошо. Проверено. Ну а кому делать нечего пусть справочники ищет. Параметры давления для особо умных указаны в паспорте на оружие и постановка подобных экспериментов к добру не приведёт. И, как было отмечено выше, вся эта возня к охоте никакого отношения не имеет.

 

[dry]

А простой охотник что знает? Знает что написано в паспорте ружья, если отечественное. Или что клейма говорят - если паспорт утерян или импортное, которое дед еще с войны привез из Германии.
Из всех этих источников можно выяснить только "ружье испытано давлением NNN бар". И число NNN может здорово разниться. Какая-нибудь старая тоненькая бельгийка - 650 бар.

Ведь чем-то они стреляют?Вот и привязаться к давлению этого патрона и не вылазить вверх. .

ИМХО - не может заводская линия сыпать так же точно как ответственный самокрутчик. А значит давление будет прыгать. Кстати если поставлена такая задача - посмотреть стабильность давления в партии патронов - то тут как раз можно и без калибровки т.к. измерения относительные.

Где-то на ганзе были отстрелы патронов заводских.

Батарейка хороша тем что она импульсных помех не дает... но плывет

Использовали крону на сколько помню....просто из 9 брали только 5вольт

Так что вопрос калибровки - это вопрос применимости полученных вами данных, то есть их полезности для кого-то кроме вас.

Вот где истинна порылась!!! Эти данные нужны только мне,я не собираюсь их выкладывать в интернет,тк на другом стволе у другова человека будет другой результат по осцилограмме,это писалось на другом форуме:

Из другого ствола того же калибра и той же марки оружия мой патрон стреляет по-другому - дает другую кривую давления. Такова практика.

То есть -это не хронограф,где скорость одна и таже! Графики снятые осцилографом будут верны только для того ствола с которого сняли данные ! и никак иначе тк стенки стволов,патронники 76-70 и тд у всех ружей разные ....

--- Добор поста---

А вы чем занимаетесь?

Я делюсь информацией,может кому-то это и пригодится...

По-моему простому охотнику нафиг не упали такие эксперименты

Не упали дк можно просто не читать,это ведь не обязательно к прочтению или к исполнению

--- Добор поста---

На банке всё указано, и сколько пороха сыпать, и какие комплектующие в патрон пихать, и в каком порядке и количестве.Придерживайтесь инструкции и вам будет хорошо.

В том-то и дело,что по банке у меня и у многих не совсем хорошо.

 

[стрелец]

Тогда и справочник не поможет, потому что там будет написано то же самое.

 

[АндрейКА]

Читать-то можно, тем более что я это люблю. Непонятен смысл рисковать и доводить ружье (да и не дай Бог себя) до "белого каления". То что рекомендации на банке могут быть не идеальными - это допустимо, и поправки туда/сюда приветствуются, но уж никак не до стадии вздутия капсуля

 

[Lexs Lavrov]

для особо умных

У вас какие-то проблемы с особо умными людьми? Вас в школе отличник угнетал?

постановка подобных экспериментов к добру не приведёт

А вы не думали, что изобретение огнестрельного оружия - это всего лишь результат одного опасного эксперимента, поставленного в свое время - одним особо умным и пытливым китайцем?
Или вы думаете что все это - это просто Бог послал в готовом виде?

вся эта возня к охоте никакого отношения не имеет.

Не было бы возни - стреляли бы шариком до сих пор. Не было бы пуль Полева (земля пухом) и пуль других успешных конструкторов.

Андрей, я понимаю что оно большое у вас и оно сильно прёт... но ваше агрессивное невежество вам стоит скрывать

--- Добор поста---

То есть -это не хронограф,где скорость одна и таже! Графики снятые осцилографом будут верны только для того ствола с которого сняли данные ! и никак иначе тк стенки стволов,патронники 76-70 и тд у всех ружей разные ....

Не верно!
Стенки как раз довольно одинаковые. А вот тензорезистор приклеить точно так же - даже на то же самое место невозможно! Но если вы все откалибруете - то вы эту разницу как раз и учтете. Вот прелесть абсолютных измерений.

Использовали крону на сколько помню....просто из 9 брали только 5вольт

Это несерьезно.
Хотя бы на lm317 собрали бы источник и отрегулировать на сколько надо вольт.

 

[dry]

То что рекомендации на банке могут быть не идеальными - это допустимо, и поправки туда/сюда приветствуются, но уж никак не до стадии вздутия капсуля

Ни кто вас не заставляет снаряжать и проверять давление до вздутия капсуля,можно сделать это нормалными покупными патронами.Усреднив графики всех остстреленных патронов можно точно знать что это норма и не вылазить вверх.

 

[chayka]

стрелец, полностью согласен с постом13.Скажу больше.Много вреднейших догм вбитых в головы но пользы от них ноль.

 

[yuriy82]

На вход тензоресистора подаётся напряжение с батарейки например 5 вольт,а на выходе во время выстрела остаётся на много меньше-примерно миливольты.Эта разница и есть показатель давления в стволе,но она мала для замера и для этого требуется усиление сигнала.Усиление делается с помощью -операционного усилителя(я например хочу сделать на основе AD620).

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.

Для калибровки делается отливка патронника, по ней точится вставка с проточками под уплотнения и внутренним каналом, в этот внутренний канал подается давление от какого-то источника, например насоса высокого давления.
Если что самый примитивный насос высокого давления это домкрат, нужен только манометр.
Откалибровать достаточно по 3 точкам, 100, 200 и 300 Атм.
Но - все это надо только если интересует точная величина давления! Можно поступить проще, взять пачку-две готовых патронов, можно разных производителей, отстрелять, усреднить показания и все. Они с гарантией будут в безопасных пределах, вот и есть эталон.

--- Добор поста---

На банке всё указано, и сколько пороха сыпать, и какие комплектующие в патрон пихать, и в каком порядке и количестве.

А если на банке Сокола про пыж-контейнер ничего не написано, значит нельзя?
А если под пулю Л-2 весом 28гр 2.4 гр Сокола положить и пыж будет 10 мм, что получится?
А если пуля будет свинцовая и весом 40 гр?
А если при тех же условиях, 2.4 сокола, 40 гр., но 20 мм амортизатора?

--- Добор поста---

Поплыла батарейка - поплыли показания.

И нехай плывут. Просто весь график опустится по оси ординат, градиент при этом не изменится.
Ему не нужна точная высота пика сигнала, достаточно амплитуды, поскольку известно, что базовая, нижняя точка это атмосферное давление.
А градиент нарастания давления, mV\Bar вычислит по готовым патронам.

--- Добор поста---

Давление будет 7100 фунтов на квадратный дюйм и скорость 1420 футов в секунду.

Угу. Забыли дописать, что это будет при "н.у.". А н.у. это 0(ноль) градусов. +30 и превед!

--- Добор поста---

Вот где истинна порылась!!! Эти данные нужны только мне,я не собираюсь их выкладывать в интернет,тк на другом стволе у другова человека будет другой результат по осцилограмме,это писалось на другом форуме

Зато давление в стволе с этим патроном у него будет близкое. Не точно такое же, потому что оно еще и от диаметра ствола зависит, от формы снарядного входа и т.д. От температуры зависит, причем на Сунарах очень сильно зависит.
Но достаточно близкое, если нет каких-то критичных косяков.

Вопрос в другом. На ганзе есть уже огромная куча информации по этому вопросу, есть исследования SVS1, есть тема "Данные с баллистического ствола Главпатрон", там и дробь, и пули, и разные ПК, и разные пороха.
Особо ничего нового выяснить не удастся, все уже известно. Ни Сунары, ни Сокол с тех пор радикально не изменились. Так что заниматься этой тензометрией можно если чисто по фану.
Я одно время сам хотел что-то подобное замутить, потом просто выбрал пару рецептов для дробовых и пулевых, и забил. Есть много занятий намного интереснее возни с патронами, например охота.

 

[стрелец]

yuriy82, Дело хозяйское, указанные комплектующие не употребляю. Заряд стандартный и на всех хватает , без подранков. Заряд только 35 гр по инструкции, независимо от номера.

 

[yuriy82]

Дело хозяйское, указанные комплектующие не употребляю. Заряд стандартный и на всех хватает , без подранков. Заряд только 35 гр по инструкции, независимо от номера.

А если перейти на ПК и станок типа Ли, то сборка патронов упрощается и ускоряется раз в 10. Для осенней охоты по водоплавающей это очень ценно!
А если дроби сыпануть 32 грамма, то отдача будет значительно меньше, куча лучше, резкость лучше. Если же дробь еще и каленая, то можно даже осенью брать 2.3 гр Сокола, под 32 грамма давление и отдача будут нормальные, при этом каленая тройка до 50 м сохраняет резкость как у некаленой единицы, при намного более плотной осыпи, значит и подранков меньше.
В общем в сфере снаряжения патронов есть что поменять относительно надписей на банке. Но вся эта инфа уже известна и проверена, осталось только применить.

 

[Lexs Lavrov]

Угу. Забыли дописать, что это будет при "н.у.". А н.у. это 0(ноль) градусов. +30 и превед!

Именно так!
К сожалению я этих справочников в руках не держал - не могу сказать что именно там написано, но про температуру там что-то точно написано.

сигнал от микрофона

Нынче все и везде (практически) - заточено под электретные микрофоны. Там от устройства к микрофону питание подается. Нужно это учитывать. Хотя что-то я смутно припоминаю, что где-то видел опцию чтобы это питание отключить. Вероятно как раз на звуковухе.

 

[yuriy82]

Именно так!
К сожалению я этих справочников в руках не держал - не могу сказать что именно там написано, но про температуру там что-то точно написано.

не просто написано, а даны точные цифры, насколько скорость\давление для того или иного порошка меняется на градус. Ну, разумеется, для их баллистических стволов. У Hogddon эти данные на сайте опубликованы. В основном правда для пулевых, но и по дробовым есть.

Нынче все и везде (практически) - заточено под электретные микрофоны. Там от устройства к микрофону питание подается. Нужно это учитывать. Хотя что-то я смутно припоминаю, что где-то видел опцию чтобы это питание отключить. Вероятно как раз на звуковухе.

есть точная спецификация, что и куда подается. Какая разница звуковухе, что измерять? Изменения падения напряжения на диафрагме микрофона, которое в свою очередь зависит от звукового давления, или падения напряжения на тензорезисторе, приклеенном на ствол? АЧХ будет разная, так это понятно.
Ничего и отключать не надо, пусть подает. Наоборот все упрощается, внешний источник питания не нужен. Делаем простейшую последовательную цепь и усе.

 

[Alex71]

Любая теория конечно интересна, теоретикам...
Но призвана она только для одного - для практики.
Поэтому на оружие и ставили клеймо на котором было написано давление предельно допустимое к использованию в данном стволе.
Особенно это было актуально на рубеже 19-20 века, когда были еще в ходу стволы "домасковые", а металургия в разных странах была на разных уровнях развития настолько, что порой стальные стволы одного производителя уступали по надежности не только стальным стволам другого, но даже и некоторым "домасковым". (вспомним знаменитый "домаск" Леопольда Бернара, который запросто выдерживал испытания нитропорохом, и клеймился соответственно!)
причем испытания в разных странах были тоже поставлены на разный кровень. И когда одни производители ставили уже цифры давления в барах, другие еще ползовались понятиями "двойной" или "тройной" заряд.
Сейчас же. когда на 90% ружей ставятся ствольные трубки изготовляемые чуть ли не в одном цеху по одному стандарту, надобность в этом практически отпала. Все производители патронов знают на что рассчитывать при изготовлении боеприпасов, и какие рекомендации давать к комплектующим для тех, кто заряжает сам.
Теперь собственно о практике, то есть охоте.

Простому охотнику надо знать когда он в своих патронах приблизится к пику дозволенного давления,всё больше ни чего не надо

Простому охотнику (если он конечно настолько "прост", что заряжает патроны сам!) надо собрать патрон имеющий требуемые характеристики боя из ДАННОГО ружья на КОНКРЕТНОЙ охоте.
Например собрать патрон хорошо работающий по гусю на перелете, то есть резкий и кучный на дальней дистанции или. например, патрон хорошо работающий по вальдшнепу на высыпках, то есть имеющий равномерную и широкую осыпь на дистанции в 10 метров при достаточной на этой дистанции резкости.
И поверьте человеку лет 40 заряжающему патроны смостоятельно: ни на одной охоте не требуется развивать давление даже примерно приблежающееся к максимальным показателям возможностей ствола.
Конечно гражданам палящим по бумаге может и будут интересны теоретические возможности при развитии максимально допустимого давления, но охотникам практикам это зачем?

 

[Lexs Lavrov]

Изменения падения напряжения на диафрагме микрофона

А что, тензомикрофоны делают???
Если имеется в виду классический микрофон - то там к диафрагме присоединена катушка и есть магнит. Катушка, двигаясь под воздействием звукового давления в магнитном поле - вырабатывает ЭДС. А уж там что хотите - то и измеряйте. Хотите измеряйте напряжение, хотите - нагрузите на резистор и измеряйте ток.
С электретными - как-то ближе т.к. там напряжение меняется из-за измерения емкости конденсатора. Может даже и подойдет.