Как измерить давление газов в стволе?

Народ теории не надо, сам физик.

Дайте грубую эмпирику:

название прибора (и де купить)
методика измерения (делай раз, делай два ...)

пишите в пм. к SVS1, он подробненько расскажет

Я собирал такой:
пара 350 омных тензодатчиков (покупал в " Платане")
мост с двумя подстроечными резисторами по 20ом (в добавок к отобранным постоянным МЛТ на ЕМНИП 330 ом) тензодатчики включены в противоположные плечи моста так, чтобы сигналы складывались.
Усилитель собранный на инструментальном усилителе от техас инструментс (это один чип за 300р. и пара резисторов и стабилизаторов - в общем рублей на 500).
Ацп от конторы Л-кард (http://www.lcard.ru/products/external/about ) брал Е-154... Сразу хочу предупредить-прога для сбора данных там не очень удобная в пользовании хотя работать вполне можно... У Руднев-Шиляев, намного удобнее, но цены более кусучие...
Нетбук...
Вот соб-сно и все... Но тут возникает интересный момент-а именно калибровка... Где/как калибровать на интересующие нас давления? Я пока только поверенный манометр на 1600кгс/см2 нашел, а вот чем качать пока в раздумьях...

Alhim
Я собирал такой ...

АЦП похоже не нужен. Все равно крайне желательно видеть всю кривую во времени, а для этого проще использовать простейший цифровой (запоминающий) осциллограф. Можно, конечно, переводить в цифру (АЦП) и загонять в компьютер. Но компьютер значительно больше, тяжелее и привередливее простого осциллографа.

Калибруется устройство просто. В ствол загоняется стержень с заглушками-уплотнениями со стороны патронника и несколько сантиметров после пульного входа. Со стороны патронника "дырка" для подсоединения насоса высокого давления. До 300атм (достаточно для калибровки) можно использовать обычный воздух.

SVS1
Мост не нужен. Достаточно одного тензодатчика с напряжением на датчике около 1В. Тем более что существует проблема приделать датчик к оружию. И все из-за ускорениия под 1000G, которое отрывает контакты, разъемы и прочее.

SVS1
АЦП похоже не нужен. Все равно крайне желательно видеть всю кривую во времени, а для этого проще использовать простейший цифровой (запоминающий) осциллограф.

Дык это... вся кривая и прописывается... Просто нетбук у меня уже был... А осцилограф, даже самый простенький - около 20 круб... А АЦП- всего 4 круб...

SVS1
Калибруется устройство просто. В ствол загоняется стержень с заглушками-уплотнениями со стороны патронника и несколько сантиметров после пульного входа. Со стороны патронника "дырка" для подсоединения насоса высокого давления. До 300атм (достаточно для калибровки) можно использовать обычный воздух.

Да это-то понятно, только нету его, воздуха при 300 ати... Вот и приходится разрабатывать винтовое устройство под закачку... Да и если манометр найти удалось-то неплохо было-бы и на всю шкалу отградуироваться...

Пока живет ... ? У меня уже один датчик из строя вышел, внутри датчика нить порвалась. А "эпоксидку" лучше не применять, треснет или отвалится. Неплохо зарекомендовали себя акриловые клеи и лаки, да и то только тонким слоем.
Смысла в дифференциальном включении нет абсолютно никакого. Постоянная компонента давления Вам просто не нужна. Да и невозможно на оружии решить вопрос одинаковых термоусловий датчиков и одинакового воздействия (растяжения). К тому же, очень важно ориентировать ось чувствительности перпендикулярно оси ствола. С одним куда как проще.

Применение компьютера - плохое решение. С ним Вам придется применять не просто АЦП, а АЦП с собственной и немалой памятью, не простое и не дешовое решение. Всегда существует вероятность, что Ваш компьютер как раз в момент выстрела "заткнется" какой-то важной с точки зрения Windows задачей. Ненадолго, на миллисекунду, но Вам от этого легче не будет.
Кстати, простой достаточный осциллограф (128-256 разрешение) стоит где-то 5-8тыс. Но придется осциллограммы просто фотографировать. Желательно, конечно, иметь с USB накопителем, записывать осциллограммы. Сейчас такой и использую. Но цена таких от 15тыс. и больше.
Кроме того важен температурный диапазон. Для портативных осциллографов он от "нуля". На самом деле можно даже от -10град, по крайней мере, последний раз мой отработал часа три при -5..6, да и еще, как дома вынул, он весь мокрый был от конденсата. Ноутбук так не может.

Alhim
Просто нетбук у меня уже был... А осцилограф, даже самый простенький - около 20 круб... А АЦП- всего 4 круб...

не-не, это не правильная арифметика. я для этих же целей за 4к рублей купил вот такой осциллограф.

все результаты так же в компе, хоть вешай на сайт, хоть с цифрами работай. так он двухлучевой и до 40МНz, а если только для измерения давления, то можно до 1МHz баксов за 50 найти, и размером раз в 5 меньше будет.

до датчика у меня руки пока не дошли ((

SVS1
Ноутбук так не может.

SVS1
Пока живет ... ? У меня уже один датчик из строя вышел, внутри датчика нить порвалась.

SVS1
А "эпоксидку" лучше не применять, треснет или отвалится. Неплохо зарекомендовали себя акриловые клеи и лаки, да и то только тонким слоем.

SVS1
Смысла в дифференциальном включении нет абсолютно никакого. Постоянная компонента давления Вам просто не нужна. Да и невозможно на оружии решить вопрос одинаковых термоусловий датчиков и одинакового воздействия (растяжения). К тому же, очень важно ориентировать ось чувствительности перпендикулярно оси ствола. С одним куда как проще.

swan_es
не-не, это не правильная арифметика. я для этих же целей за 4к рублей купил вот такой осциллограф.

да вот же их сколько, на любой вкус и цвет.. с наступлением кризиса правда выбор стал поменьше, а цены побольше, но все равно никак не 15тыр.

если есть желание - можем как нибудь скооперироваться и сравнить показания Вашего АЦП с показаниями осциллографа. в т.ч. и с каждого датчика по отдельности можно одновременную картинку снять. там вроде есть функция dif, т.е. покажет чем отличаются графики.

Аааа... Вона где... А я-то все по Москве искал...
Скооперироваться как-нить можно... Желательно когда потеплее будет... Вот только снять данные с одного из дух датчиков в моей схеме не получится - ибо они оба включены в мост (вторая пара возле переходного конуса, в принципе тоже есть но не выведена из цевья), а усилитель у меня один...

РС А какое програмное обеспечение у этого осцилографа? Там можно площадь под кривой считать? (у меня, к примеру нет, а оч. хочется - приходится графики в "Компасе" отрисовывать с картинки, масштабировать по осям и считать площадь)

SVS1
Но компьютер значительно больше, тяжелее и привередливее простого осциллографа.

Применение компьютера - плохое решение. С ним Вам придется применять не просто АЦП, а АЦП с собственной и немалой памятью, не простое и не дешовое решение. Всегда существует вероятность, что Ваш компьютер как раз в момент выстрела "заткнется" какой-то важной с точки зрения Windows задачей. Ненадолго, на миллисекунду, но Вам от этого легче не будет.

со всем этим могу поспорить, по крайней мере на основании своего набора. юсб осциллограф + ноутбук асус еее весит меньше очень многих осциллографов. подвисания ОС этот набор не боится, т.к. осциллограф обладает собственной памятью.

SVS1
Желательно, конечно, иметь с USB накопителем, записывать осциллограммы. Сейчас такой и использую. Но цена таких от 15тыс. и больше.

мой набор обошелся мне

осциллограф - 150
асус еее - 200
доставка - 80

дешевле, а по возможностям думаю, что выше.

Alhim
Там можно площадь под кривой считать?

там всего очень много, врать не буду, гляну и отпишусь.

Alhim
Аааа... Вона где... А я-то все по Москве искал...

по Москве тоже есть вроде.. вот такой http://www.prist.ru/info.php/articles/usbscope50.htm в Химках в прошлом году видел, не помню почем, но меньше 2 тыр. в инете много авто осциллографов, типа таких http://www.pribor-auto.ru/magazin/drugoe-oborudovanie/usb-ostsillograf.html

Народ СПАСИБО

Понял что единственный метод - тензометрический по измерению диаметра ствола.
Отдельное спасибо за USB осциллограф - завтра поставлю в бюджет на февраль -ХОЧУ.
Кстати использование двух датчиков в противоположных плечах - усиление сигнала в 2 раза + использование дифференциальных усилителей.
Имеется цифровой манометр до 5000 пси = 340 бар и кое какое оборудование для смещения газов ( дайвинг ), так что с калибровкой могу помочь. Вот только какая зависимость от 300 и выше к 1000 бар? Статика и динамика может расходиться - текучесть металла и т.д.
Экспериментировать на основном спортивном стволе не готов - нужно будет купить дубль. А к такому развороту пока не готов - нема свободных средств.

Когда буду готов, нарисуюсь.
Еще раз спасибо.

Бывалый однако
Вот только какая зависимость от 300 и выше к 1000 бар?

swan_es
о постоянстве давления на протяжение всего ствола

swan_es
...главное - датчики и состав клея...

я все мечтаю попробовать двух лучевым осциллографом с двумя датчиками, один на патроннике, другой на некотором расстоянии от него. сразу бы проверилось утверждение о постоянстве давления на протяжение всего ствола, а точнее можно ли на основании показаний тензодатчика патронника с уверенностью говорить о давлении в этот момент времени в середине ствола (вопрос продольных волн не смотря на количество сломанных копий лично для меня открыт).

и купить ствол специально под эти цели - наименьшая из проблем, для начала ИЖ-18 за 2-3 тыр никто не отменял. главное - датчики и состав клея.

----------

висит ганза (((

2 Алхим - если мне не изменяет память, была здесь на ганзе дискуссия очень уважаемых участников, один из которых утверждал, что по показаниям тензодатчика на патроннике или около него можно судить о давлении в других частях ствола (разумеется имеются ввиду те части, которые уже прошел снаряд). но было это давно, может и ошибаюсь в чем.

отдельно отмечу, что лично для меня понятия "показания тензодатчика на патроннике" и "давление в патроннике" это вещи разные, на сколько - покажут эксперименты для начала с двумя тензодатчиками.

Alhim
Гораздо интереснее-усислитель...

за ссылку по датчикам спасибо, а усилителя я думаю хватит того, что в осциллографе.

еще подобрать бы сопротивление, через которое подавать напряжение на тензодатчик с температурной характеристикой, обратной датчику.

swan_es
если мне не изменяет память, была здесь на ганзе дискуссия очень уважаемых участников, один из которых утверждал, что по показаниям тензодатчика на патроннике или около него можно судить о давлении в других частях ствола (разумеется имеются ввиду те части, которые уже прошел снаряд). но было это давно, может и ошибаюсь в чем.

отдельно отмечу, что лично для меня понятия "показания тензодатчика на патроннике" и "давление в патроннике" это вещи разные, на сколько - покажут эксперименты для начала с двумя тензодатчиками.

Вообще-то говоря период собственных ?радиальных? колебаний ствола очень существенно (на порядок как минимум) меньше времен интересующих нас процессов, поэтому в пределах погрешности измерений оные можно считать статическими и тарироваться просто надувая патронник (или ствол в любом другом интересующем нас сечении) по манометру жидкостью или газом.
Что же касается распределения давления по длинне ствола... То в первом приближении - формула Пиобера...

swan_es
еще подобрать бы сопротивление, через которое подавать напряжение на тензодатчик с температурной характеристикой, обратной датчику

единицы милливольт - очень много для осциллографа, думаю достаточно будет должным образом экранировать датчик и цепи питания.

Alhim
Что же касается распределения давления по длинне ствола... То в первом приближении - формула Пиобера...

вот здесь не совсем понял. на сколько я знаю Пиобер, Морен и Дидион изучали силу сопротивления среды движущимся предметам (или движущейся среды неподвижному предмету, не важно), а мы говорим скорее о динамике распространения газов в переменном объеме учитывая постоянный приток из за продолжающегося горения пороха. в первом приближении есть формула горения пороха в переменном объеме, предполагающая, что давление пороховых газов во всех точках заснарядного объема одинаково. В реальности это разумеется не так и на эту формулу нужно наложить уравнение газовой динамики. Из получившегося в результате леса формул практически важно только одно - как временнАя задержка распространения давления от патронника к дульному срезу соотносится со временем выстрела в целом. Если это 1-3% от времени движения снаряда по стволу - этим разумеется можно пренебречь и считать давление в разных точках заснарядного пространства в каждый отдельно взятый момент времени одинаковым, т.е. говоря человеческим языком - судить о давлении во всем стволе по давлению в патроннике.

я же лично ни в коем случае не хочу продолжать теоретизировать, иначе мы неизбежно придем к уравнению Ван-дер-Ваальса и еще десяти страницам флуда. моя цель - просто сравнить показания двух тензодатчиков и сделать ПРАКТИЧЕСКИЕ выводы.

swan_es
единицы милливольт - очень много для осциллографа, думаю достаточно будет должным образом экранировать датчик и цепи питания.

понял о чем Вы, но даже если эта формула вернА, то она скорее поможет нам определить силу отката орудия, чем динамику распределения давления.

попробую обозначить свою позицию на пальцах:

предположим, что в определенный момент времени снаряд находится на расстоянии 40 см от патронника и давление в патроннике составляет 100МПа. в этот момент времени давление на расстоянии 30см. от патронника составляет величину Х, меньшую, чем 100МПа. так вот меня интересует, стоит ли брать во внимание задержку Y, через которую давление в точке 30см станет равным 100МПа и я хочу проверить это экспериментально.

swan_es
...но даже если эта формула вернА...

swan_es
попробую обозначить свою позицию на пальцах:

если все так, то это ловить действительно не нужно. осталось это проверить на практике 😊

ведь кроме этой задержки датчик на расстоянии от патронника даст на графике точное время прохождения этой точки снарядом, что тоже очень интересно.

Тогда - у казенного среза каморы- 100МПа, у дна снаряда (40 см) давление будет 96,8 Мпа (на 3,2 % меньше). В 30 см от дна каморы имеем нечто промежуточное между этими цифрами... Но как ЭТО ловить?

Оттарируйте оба датчика раздельно и подайте их сигналы после усиления на сумматор - сразу получите кривую разницы давлений в обоих срезах.