Стенд на тензодатчиках.

Данный стенд был собран для измерения тяги мощных двигателей, но при использовании других тензодатчиков, может измерять тягу любых по мощности двигателей. Стенд на тензодатчиках более совершенен, чем стенд на ёмкости, так как тензодатчики созданы специально для измерения веса/тяги, а ёмкостный стенд имеет такие недостатки, как зависимость от марки металла ёмкости, типа крепления и так далее.

Измеряемая данным стендом максимальная тяга около 200 кгс. Он имеет 4 датчика по 50 кгс каждый, и, подключённые мостом, они суммарно выдерживают максимальную тягу в 200 кгс. Стенд синхронизирован с устройством пуска по радиоканалу, и, таким образом, измерения стартуют по запуску двигателя. Более того, они собраны в одном корпусе.

Тензодатчики.

Один тензодатчик представляет из себя полумост, меняющий своё сопротивление в зависимости от прикладываемого усилия, максимально - 50 кгс. На картинках ниже показан их внешний вид и схема подключения.

Электронная схема.

Принцип работы - дифференциальный сигнал с тензомоста идёт на микросхему-усилитель сигнала, после чего на вход АЦП микроконтроллера, где обрабатывается программой микропроцессора и записывается в EEPROM. Старт процессу преобразования даёт сигнал с приёмника устройства радиоуправления зажиганием, то есть осуществляется синхронизация запуска двигателя и начала записи данных с него. При этом стенд запитывается от приёмника через разъём "От приёмника радиомодуля".

Когда же требуется передать данные в компьютер из EEPROM, нажимается кнопка "Передача", и данные передаются в компьютер, где запущена программа приема данных. Передается 512 байт (256 значений). В этом случае устройство запитывается от входа USB компьютера.

UPD: В связи с тем, что не всегда удобно носить на испытания ноутбук, если предполагается испытывать больше одного двигателя, была сделана альтернативная схема, которая была дополнена статической памятью на микросхеме 25LC512. Обмен происходит по SPI-интерфейсу.

Блок подключения оформлен на отдельной плате, хотя логичней было бы сделать на одной, но переделывать неохота.

Алгоритм работы.

Запускается АПЦ, и раз в 3ms опрашивается. Усредняются показания за 32 раза. По полученному значению перевычисляется скользящее среднее, и сохраняется (т.е., примерно раз в 100ms). И так далее. Параллельно опрашиваются порты данных от зажигания, и данных от кнопки запуска передачи по UART. В это время в правой части индикатора отображается символ S, а в левой – значение усредненного кода с АЦП.

Если сработал порт данных от зажигания (приёмник принял сигнал старта по радиоканалу), то фиксируется последнее данное скользящего среднего, и все последующие данные, получаемые раз в 100ms, записываются в EEPROM Atmega8 (предварительно вычтя из них зафиксированное скользящее среднее). В это время в правой части индикатора отображается символ E, а в левой – значение записываемого кода в EEPROM. Поскольку у Atmega8 - 512 байт (256 слов) EEPROM, то запись осуществляется около 25 сек, после чего ветка завершает работу. Индикатор при этом гаснет.

Если же сработал порт данных от кнопки запуска передачи по UART, то данные EEPROM читаются и передаются по UART на компьютер. В это время в правой части индикатора отображается символ U, а в левой – счетчик значений переданных байт. Затем индикатор гаснет.

UPD: В случае же работы с дополнительной памятью на 25LC512, запись на неё начинается вместо записи в EEPROM по принципу кольцевого буфера. Таким образом, можно записать за один раз данные более чем со ста двигателей.

Программное обеспечение.

Программное обеспечение написано на языке С. Среда разработки AvrStudio 7.0. Программа прошивки USBASP_AVRDude beta 1.0. Прошивку и исходники можно скачать ЗДЕСЬ.

UPD: Прошивку и исходники для схемы с памятью на 25L512 можно скачать.......(готовится).

Калибровка.

Поскольку в блоке предусмотрен цифровой индикатор, калибровка проводится легко, в режиме on-line. На текущий момент стенд откалибровн до 127 кгс. Линейность хорошая, коэффициент детерминации около 0.9998775

Внешний вид блока.

В блок добавлены дополнительные разъёмы - 9-pin com-port (4 провода используются) разъём идёт на механическую часть блока тензодатчиков, и 3-pin разъём идёт через преобразователь на PL2303 USB-COM на компьютер.

Механическая часть.

Тензодатчики помещены на общую фанерную плиту. Из дюралевых уголков были сделаны пазы, в которые крепятся датчики. Кроме того, датчики фиксируются клеем "Момент". Выводы датчиков собраны на 9-pin com-port разъёме (4 провода используются) , который подключается с помощью шнура в гнездо на блоке управления. Сверху кладётся дюралевая плита 16мм.