Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Измерение импульса отдачи
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Метрология, датчики, измерительная техника
proshooter
Привет всем. Стоит задача измерить импульс отдачи на оружии и его изменение при внесении конструктивных изменений.
Может ли уважаемое сообщество посоветовать как это сделать? существуют ли готовые (и недорогие) приборы для таких измерений?
Моих познаний хватает только понять что копать надо в сторону акселерометров?
MegaVolt
Цитата(proshooter @ May 1 2017, 20:10) *
Привет всем. Стоит задача измерить импульс отдачи на оружии и его изменение при внесении конструктивных изменений.
Может ли уважаемое сообщество посоветовать как это сделать? существуют ли готовые (и недорогие) приборы для таких измерений?
Моих познаний хватает только понять что копать надо в сторону акселерометров?
Если акселерометр вписывается в требуемый диапазон по максимальным уровням и точности то что либо дешевле вряд ли можно найти. Хотя впринципе движение идёт по одной оси то магнит и катушка в принципе тоже справятся с этой задачей. Можно поставить пружину и тензодатчик...
proshooter
Цитата(MegaVolt @ May 1 2017, 18:45) *
Если акселерометр вписывается в требуемый диапазон по максимальным уровням и точности то что либо дешевле вряд ли можно найти. Хотя впринципе движение идёт по одной оси то магнит и катушка в принципе тоже справятся с этой задачей. Можно поставить пружину и тензодатчик...


В том то все и дело какой акселерометр использовать? Есть сами датчики в продаже, но к чему их подключать, чтобы получить конечный оцифрованный результат?
Есть ли готовые приборы?
blackfin
Цитата(proshooter @ May 1 2017, 22:49) *
В том то все и дело какой акселерометр использовать?

Надо иметь ввиду, что импульс отдачи равен интегралу по времени от силы отдачи, которая равна произведению массы винтовки на ускорение отдачи. Поэтому выбирать акселерометр нужно исходя из условия минимальной ошибки интегрирования ускорения, которое будет меняться в зависимости времени на интервале в несколько миллисекунд. Как следствие, в первом приближении временной интервал, в течение которого акселерометр должен измерять величину ускорения, должен быть раз в десять меньше длительности выстрела. То есть, речь может идти об акселерометре с частотой измерения больше десяти килогерц.
@Ark
Цитата(blackfin @ May 1 2017, 23:16) *
Надо иметь ввиду, что импульс отдачи равен интегралу по времени от силы отдачи, которая равна произведению массы винтовки на ускорение отдачи.

Вообще-то, в Классической Механике, Импульс - это векторная величина, равная массе тела, умноженной на его на мгновенную скорость.
Что такое "импульс отдачи"? А может, "энергия отдачи"? Необходимы точные определения этих "прикладных понятий".

proshooter
Цитата(@Ark @ May 1 2017, 22:04) *
Вообще-то, в Классической Механике, Импульс - это векторная величина, равная массе тела, умноженной на его на мгновенную скорость.
Что такое "импульс отдачи"? А может, "энергия отдачи"? Необходимы точные определения этих "прикладных понятий".

Не очень важно что именно мерять, с академической точки зрения.
Нам нужно измерить изменение - замер до и замер после конструктивных изменений и найти лучшее решение. Пусть это будет сила давления приклада (максимальное значение, понимаем что оно не будет константой), пусть это будет ускорение (также максимальное значение).

Цитата(blackfin @ May 1 2017, 21:16) *
Надо иметь ввиду, что импульс отдачи равен интегралу по времени от силы отдачи, которая равна произведению массы винтовки на ускорение отдачи. Поэтому выбирать акселерометр нужно исходя из условия минимальной ошибки интегрирования ускорения, которое будет меняться в зависимости времени на интервале в несколько миллисекунд. Как следствие, в первом приближении временной интервал, в течение которого акселерометр должен измерять величину ускорения, должен быть раз в десять меньше длительности выстрела. То есть, речь может идти об акселерометре с частотой измерения больше десяти килогерц.

Спасибо, это приближает к цели.
@Ark
Цитата(proshooter @ May 2 2017, 01:14) *
Не очень важно что именно мерять, с академической точки зрения.
Нам нужно измерить изменение - замер до и замер после конструктивных изменений и найти лучшее решение. Пусть это будет сила давления приклада (максимальное значение, понимаем что оно не будет константой), пусть это будет ускорение (также максимальное значение).

Нет, это не серьезно.
Plain
Пружина, емкостной датчик, пиковый детектор и любой мультиметр (тестер). Если пружина и мультиметр имеются, то остальных деталей рублей на 30, ну и полчаса на спаять.
Den64
Цитата(Plain @ May 2 2017, 02:18) *
Пружина, емкостной датчик, пиковый детектор и любой мультиметр (тестер).

А если тоже самое и резистивный датчик? Тоже думаю такой вариант есть.
blackfin
Цитата(@Ark @ May 2 2017, 00:04) *
Вообще-то, в Классической Механике, Импульс - это векторная величина, равная массе тела, умноженной на его на мгновенную скорость.

Более того, в Классической Механике, справедлив закон сохранения импульса. Поэтому в инерциальной системе отсчета, которая до выстрела покоится относительно винтовки, импульс пули вылетевшей из ствола с точностью до знака равен импульсу винтовки. А раз так, то уменьшить "импульс отдачи" можно только одним способом - для этого нужно уменьшить импульс вылетающей из ствола пули. Но это, как правило, совсем не то, к чему стремятся производители стрелкового оружия.. Меж тем, уменьшить болевые ощущения стрелка можно увеличив временной интервал на котором импульс полученный винтовкой передается телу стрелка. Для этого, КМК, и нужен скоростной акселерометр. ИМХО, разумеется..
MegaVolt
Цитата(proshooter @ May 1 2017, 22:49) *
В том то все и дело какой акселерометр использовать? Есть сами датчики в продаже, но к чему их подключать, чтобы получить конечный оцифрованный результат?
Есть ли готовые приборы?
Хм... Значит так. Перво на перво нужно обеспечить движение ствола по одой оси. Например закрепление на каком то подвижном лафете или просто направляющие или ешё как то. Далее несколько вариантов:
1. Лафет прикрепляется к некому упругому элементу. Пружина, кусок рессоры или ещё что. Датчик измеряет степень отклонения от нулевого положения. В самом простом случае мелом на стене sm.gif) По сложнее это какой то акселерометр или тензодатчик или ещё что-то. Примерно так ----Ствол----/\/\/\/\/\пружина/\/\/\/\/\СТЕНА (опора)
2. Пружину выкидываем ставим между оружием и стеной датчик давления. Всё. Снимаем максимальное давление. По сути быстродействующие весы.
proshooter
Цитата(MegaVolt @ May 2 2017, 10:16) *
Хм... Значит так. Перво на перво нужно обеспечить движение ствола по одной оси. Например закрепление на каком то подвижном лафете или просто направляющие или ешё как то. Далее несколько вариантов:
1. Лафет прикрепляется к некому упругому элементу. Пружина, кусок рессоры или ещё что. Датчик измеряет степень отклонения от нулевого положения. В самом простом случае мелом на стене sm.gif) По сложнее это какой то акселерометр или тензодатчик или ещё что-то. Примерно так ----Ствол----/\/\/\/\/\пружина/\/\/\/\/\СТЕНА (опора)
2. Пружину выкидываем ставим между оружием и стеной датчик давления. Всё. Снимаем максимальное давление. По сути быстродействующие весы.


Все так и планируем, ибо физические принципы понятны. И понятно куда датчик вставить. Вопрос в том какой именно приборчик использовать - их уйма в интернете, черт ногу сломит, а как их между собой соединять не знаем... ПАЯТЬ ДАТЧИКИ С ПИКОВЫМИ ДЕТЕКТОРАМИ НЕ УМЕЕМ. Вот коллега с частотами подсказал, уже определеннее.
Нужна чудо ссылочка rolleyes.gif

Ну или вариант - где найти фрилансера, кто мог бы за вознаграждение помочь с решением проблемы?
Tanya
Цитата(proshooter @ May 2 2017, 13:28) *
Все так и планируем, ибо физические принципы понятны.

Ну или вариант - где найти фрилансера, кто мог бы за вознаграждение помочь с решением проблемы?

Похоже, что не вполне понятны Вам физические принципы. Если патроны одинаковые и в стволе ничего не меняется, то импульс (произведение массы орудия на его скорость) будет постоянным. Чтобы измерить этот импульс не нужно никакой электроники. Орудие подвешивается на качели с двумя (четырьмя) гибкими подвесами (точки подвеса параллельны оси ствола) и измеряется отклонение по, например, смещению легкой картонной коробки от обуви. Можно измерять импульс пули - они равны, как Вам уже доложили выше. Пуля попадает в ящик с песком, подвешенный аналогично описанному. Это называется Динамический маятник. БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ, наверное.
А фрилансеров ищут в другом разделе -https://electronix.ru/forum/index.php?showforum=24
LII
Цитата(Tanya @ May 2 2017, 12:42) *
Можно измерять импульс пули - они равны, как Вам уже доложили выше.

Позволю себе сделать небольшое уточнение. Из ствола вылетает не только пуля, но и газы, в связи с этим импульс отдачи и импульс пули не равны.
@Ark
Цитата(blackfin @ May 2 2017, 06:32) *
Более того, в Классической Механике, справедлив закон сохранения импульса. Поэтому в инерциальной системе отсчета, которая до выстрела покоится относительно винтовки, импульс пули вылетевшей из ствола с точностью до знака равен импульсу винтовки. А раз так, то уменьшить "импульс отдачи" можно только одним способом - для этого нужно уменьшить импульс вылетающей из ствола пули. Но это, как правило, совсем не то, к чему стремятся производители стрелкового оружия.. Меж тем, уменьшить болевые ощущения стрелка можно увеличив временной интервал на котором импульс полученный винтовкой передается телу стрелка. Для этого, КМК, и нужен скоростной акселерометр. ИМХО, разумеется..

В таком случае, нужно говорить о силе отдачи, длительности ее воздействия и пиковых (максимальных) значениях этой силы.
А также, об энергии отдачи, которую нужно демпфировать (поглотить и рассеять).

ikm
А чем ТС не устраивает деформация пластилина, замерив предварительно его твердость по Шору, пересчитать по глубине вмятины энергию отдачи?
И еще такой вопрос, если у вас ствол будет жестко закреплен на стенде, то измерения будут не совсем честные, ведь бОльшая часть энергии будет уходить в держатель, а не в приклад. Да же относительные измерения ваших доработок могут не правильно отображать результат, например если вы переместите вектор отдачи еще больше в сторону места жесткого крепления ствола. А вот подвешивание заряженого ствола на "веревочку" по моему не очень безопасное мероприятие.
А если уж так хочется применить м/сх , то вам вполне подойдет ADXL377 с разрешением 6мВ/g. Можете напрямую к нему подключить осциллограф. К нему припаять проводочки и приклеить к верху пузом.
@Ark
Акселерометр можно использовать, только если обеспечено "свободное подвешивание" орудия. Не на "веревочках", конечно, - на "маятнике" или на рельсах. Если жестко закрепить, то силе отдачи будет противодействовать сила реакции опоры, и акселерометром можно измерить лишь их равнодействующую. При идеально жесткой опоре она будет равна нулю. Поэтому, чтобы снять профиль силы отдачи по времени, нужен не акселерометр, а динамометр (например, датчик давления), размещенный между орудием и жесткой опорой.
ikm
Цитата(@Ark @ May 2 2017, 16:53) *
Акселерометр можно использовать, только если обеспечено "свободное подвешивание" орудия. Не на "веревочках", конечно, - "маятнике" или на рельсах. Если жестко закрепить, то силе отдачи будет противодействовать сила реакции опоры, и акселерометром можно измерить лишь их равнодействующую. При идеально жесткой опоре она будет равна нулю. Поэтому, чтобы снять профиль силы отдачи по времени, нужен не акселерометр, а динамометр (например, датчик давления), размещенный между орудием и жесткой опорой.

Почему акселерометр не подходит? Если мы измеряем ускорение, то зная массу получаем силу. А динамометр измеряет массу, точнее силу под действием приложенной массы. Мне кажется, что динамометры более инерциальные (с ними не работал, если не прав поправите меня). К тому же в любой схеме нужно "свободное подвешивание", даже с динамометром.
BackEnd
Цитата(proshooter @ May 1 2017, 17:10) *
Стоит задача измерить импульс отдачи на оружии и его изменение при внесении конструктивных изменений.

Широко вопрос ставится.
1. Что за девайс (мушкет, пищаль, осадное орудие)?
2. Точность измерений?
3. Сколь масштабны возможные конструктивные изменения?

Цитата(proshooter @ May 1 2017, 17:10) *
Может ли уважаемое сообщество посоветовать как это сделать? существуют ли готовые (и недорогие) приборы для таких измерений?
Моих познаний хватает только понять что копать надо в сторону акселерометров?

Копать по ключевым фразам: экспериментальная баллистика, внутренняя баллистика, велосиметр.

Один из вариантов самодельной заморочки
http://digitalcommons.calpoly.edu/cgi/view...mp;context=mesp

Калькулятор для баловства
http://kwk.us/recoil.html

@Ark
Цитата(ikm @ May 2 2017, 17:17) *
Почему акселерометр не подходит? Если мы измеряем ускорение, то зная массу получаем силу.

Получаем равнодействующую всех приложенных сил. Если интересует только сила отдачи, то нужно обеспечить, чтобы другие силы отсутствовали.
В частности, реакция опоры (конечно, речь идет только о горизонтальном направлении). Поэтому - только "подвес", в том или ином виде.

Цитата(ikm @ May 2 2017, 17:17) *
А динамометр измеряет массу, точнее силу под действием приложенной массы.

Динамометр измеряет, непосредственно, силу. Что прямо следует из его названия ("дина"- сила). Можно им и силу притяжения к Земле измерить - вес.
И по нему определить массу тела. Школьный курс физики. wink.gif
ikm
Цитата(@Ark @ May 2 2017, 17:31) *
Получаем равнодействующую всех приложенных сил. Если интересует только сила отдачи, то нужно обеспечить, чтобы другие силы отсутствовали.
В частности, реакция опоры (конечно, речь идет только о горизонтальном направлении). Поэтому - только "подвес", в том или ином виде.


Динамометр измеряет, непосредственно, силу. Что прямо следует из его названия ("дина"-сила). Можно им и силу притяжения к земле измерить - вес.
И по нему определить массу тела. Школьный курс физики. wink.gif

Подождите, я не понимаю, почему в случае с акселерометром вы учитываете, что есть реакция опоры (т.е. часть энергии уходит в опору) а с динамометром нет?
Я Вас наверное удивлю, но акселерометром тоже можно измерить силу притяжения земли,зная вес. И еще если поместить датчик акселерометра жестко между прикладом и стенкой вы тоже сможете измерить ускорение.
И всё же Вы не привели временных характеристик динамометров, сможет ли он измерить короткий импульс?
@Ark
Цитата(ikm @ May 2 2017, 17:50) *
Я Вас наверное удивлю, но акселерометром тоже можно измерить силу притяжения земли, зная вес.

Вес - это и есть сила притяжения тела к Земле, зная его, уже ничего не нужно измерять.
Вы меня удивляете и огорчаете своими познаниями. sad.gif Лучше не пишите ничего. wink.gif

blackfin
Цитата(@Ark @ May 2 2017, 18:12) *
Вес - это и есть сила притяжения тела к Земле, зная его, уже ничего не нужно измерять.

Странно.. Нас учили по-другому.. wacko.gif

Вес:
Цитата
Вес — сила воздействия тела на опору (или подвес или другой вид крепления), препятствующую падению, возникающая в поле сил тяжести.

В этом смысле, сила притяжения тела к Земле может быть отличной от нуля, а вес тела может быть в точности равен нулю..

То есть, на тело в состоянии свободного падения действует сила притяжения к Земле, но его вес, тем не менее, равен нулю..

Цитата(@Ark @ May 2 2017, 17:31) *
Динамометр измеряет, непосредственно, силу. Что прямо следует из его названия ("дина"- сила).

Вы не ответили на вопрос: может ли "динамометр" измерить силу за время меньшее 0,91 миллисекунды. (Это для АК-74)..
@Ark
Цитата(blackfin @ May 2 2017, 18:50) *
Странно.. Нас учили по-другому.. wacko.gif
Вес:

Хорошо, обратимся непосредственно к формуле. Веc тела, в инерциальной системе отсчета, равен: P=mg
P и g - это векторные величины. Куда направлен вектор g - туда же направлен и вектор P. То есть - вниз, к Земле. Как видите, ни какая "опора" в этой формуле не присутствует. Есть она или нет - результат расчета не измениться. Если опоры нет, то тело падает вниз с ускорением g под действием собственного веса P. То есть вес, как сила притяжения тела к Земле, никуда не исчезает даже в этом случае.

А то, что Вы называете "весом" - это сила реакции опоры, направленная вверх, и численно равная весу тела, если все неподвижно.
P.S. Википедия - это справочник, а не учебник. wink.gif

Цитата(blackfin @ May 2 2017, 18:50) *
Вы не ответили на вопрос: может ли "динамометр" измерить силу за время меньшее 0,91 миллисекунды. (Это для АК-74)..

Понятия не имею, есть ли такие динамометры. Ищите.

Цитата(blackfin @ May 2 2017, 18:50) *
В этом смысле, сила притяжения тела к Земле может быть отличной от нуля, а вес тела может быть в точности равен нулю..
То есть, на тело в состоянии свободного падения действует сила притяжения к Земле, но его вес, тем не менее, равен нулю..

Дело в том, что система отсчета, связанная со свободно падающим телом, будет уже неинерциальной.
Ко всем ускорениям придется добавлять минус g. Если формально посчитать "вес" в такой системе отсчета, то он будет равен P=m(g-g)=0.
ikm
Цитата(@Ark @ May 2 2017, 20:10) *
Понятия не имею, есть ли такие динамометры. Ищите.


Ну вот мы во всем и разобрались, просто у всех разные взгляды на задачи.
Вот ваши сообщения меня наоборот радуют, пишите еще.

К ТС акселерометры прекрасно справятся с вашей задачей.
k155la3
Цитата(proshooter @ May 1 2017, 22:49) *
. . . .
Есть ли готовые приборы?

Стенд для измерения детонации топлива.
blackfin
Цитата(proshooter @ May 1 2017, 22:49) *
Есть ли готовые приборы?

EVAL-ADXL372Z
ikm
Цитата(blackfin @ May 4 2017, 14:47) *

Им скорее подойдет https://www.digikey.com/products/en?keywords=EVAL-ADXL377 , они же ничего паять не могут, а Вы им по SPI предлагаете общаться.
А тут осциллограф, ну или на худой конец стрелочный вольтметр и камеру с высоким разрешением wacko.gif подключил с смотри себе импульсы отдачи.
blackfin
Цитата(ikm @ May 4 2017, 14:59) *

У этого полоса пропускания слишком узкая, завалит фронты и выдаст амплитуду ускорения с ошибкой.
proshooter
Цитата(blackfin @ May 4 2017, 13:34) *
У этого полоса пропускания слишком узкая, завалит фронты и выдаст амплитуду ускорения с ошибкой.


Ребята уже совсем горячо. Картинка выстраивается! Спасибо - спасибо - спасибо!

Можете посоветовать аналоговый Акселерометр с соответствующей полосой пропускания?

Ну и подходящий недорогой осциллограф с функцией запоминания? (в моей дилетантской памяти остались только старые советские ламповые, как на них одиночный импульс ловить-не представляю).
Onkel
Цитата(proshooter @ May 6 2017, 14:53) *
Ребята уже совсем горячо. Картинка выстраивается! Спасибо - спасибо - спасибо!

Можете посоветовать аналоговый Акселерометр с соответствующей полосой пропускания?

Ну и подходящий недорогой осциллограф с функцией запоминания? (в моей дилетантской памяти остались только старые советские ламповые, как на них одиночный импульс ловить-не представляю).

"импульс отдачи" - это интеграл Fdt, можно взять тензомост от весов асутп, он и проинтегрирует.
ikm
Цитата(blackfin @ May 4 2017, 15:34) *
У этого полоса пропускания слишком узкая, завалит фронты и выдаст амплитуду ускорения с ошибкой.

Я исходил из Ваших данных 0,97 мс для АК-74. 1300Гц укладывается в эти рамки. Да и "фронтов" там не будет форма сигнала колокол.
Кстати вспомнил, если совсем хочется по серьезному и на постоянку, то лучше прикупить сразу комплекс по измерению ударов и вибраций, типа zlab или от производителей вибростендов посмотрите.
Осциллограф в данном случае любой дешевый, можно USB приставку из Китая заказать.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2018 Invision Power Services, Inc.