Kleine Wegmessung eines leitenden Balkens mit Neodym-Magneten

Ich verlasse mich darauf, dass die Verschiebung sehr klein ist und bis zu einer anständigen Frequenz.

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Hier die Details der Magnetdaten Magnetpole Nord/Süd über der Höhe (h) = 1,5 mm Beschichtung: Nickel Länge (a) = 8,5 mm Breite (b) = 2 mm Höhe (h) = 1,5 mm

Material/Sorte: 48H max. Betriebstemperatur = 120 °C Flussdichte im Inneren des Magneten = 1,37 Tesla = 13700 Gauss Flussdichte an der Oberfläche = 2600 Gauss

Eigengewicht: 0,19 g Haftkraft auf einer Stahlplatte: 4,64 Newton Gewicht, das der Magnet heben kann: 0,47 kg

Es muss eine kleine Verschiebung von etwa +-0,3 mm gemessen werden. Der Sensor kann bis zu 3 cm (min. 1 mm) vom stationären Punkt der Verschiebung entfernt sein. Aber es gibt einen zweiten Rand, der sich nicht 1,5 mm vom ersten entfernt. Die Frequenz der Änderung zwischen dem Maximum und dem Minimum kann bis zu 400 Hz betragen, und die Verschiebung kann manchmal bis zu +-0,05 mm betragen.

Der Sensor muss möglichst wenig Einfluss auf das System haben, obwohl ein kleiner Effekt kompensiert werden kann. Das System sollte keinen Kontakt zur beweglichen Basis haben.

Eine vorgeschlagene Idee war ein Hallsensor. Ein so großes Gauß mit einer kleinen Verschiebung und der andere Magnet in der Nähe mit einem so großen Offset lassen mich jedoch glauben, dass diese Idee möglicherweise nicht funktionieren wird, obwohl ich mich irren könnte. Die zu erfassende Oberfläche hat die Größe des Magneten, wenn Hall-Effekt oder Induktivität verwendet wird, oder maximal etwa 8,5 mm x 15 mm

Zwei weitere Optionen wurden vorgeschlagen, bei denen ein kapazitiver Sensor als bewegliches Teil geerdet und leitend ist, jedoch auch rundherum geerdet ist, sodass eine gute Abschirmung implementiert werden müsste, oder eine Art optischer Sensor, der wahrscheinlich auf der Intensität mit Faserdrähten zum Senden und Empfangen von Licht basiert Verwenden einer Form von Modulation und Filterung, um die Kosten niedrig zu halten.

Ich bin offen für alle anderen Vorschläge oder wo jemand einen guten geeigneten Sensor, Schaltplan oder eine informative Website kennen könnte. Ich weiß, dieses System ist viel verlangt.

Wenn die Verschiebung mit einer sinusförmigen Wellenform oszilliert, sollte der Ausgang dies widerspiegeln und möglichst analog sein. Wenn es eine Phasenverschiebung gibt, müsste diese Verschiebung bekannt sein und die Frequenz müsste gleich bleiben, aber die Amplitude muss die Gesamtverschiebung nicht genau darstellen.

Vielen Dank für Ideen oder Vorschläge

Riecht ein bisschen nach Hausaufgaben.
Ich denke, es sieht irgendwie nach Hausaufgaben aus. Ich wünschte, es wäre dann, ich könnte wenigstens einen Tutor oder Dozenten fragen. Es ist für ein Projekt, an dem ich arbeite. Danke für das Tag für Elektromagnetismus, das ist mir nicht aufgefallen und es ist eine der Verwendungen, an die ich gedacht habe.
Was versuchst du eigentlich zu tun? Ein Geophon/Seismometer bauen?
nicht ganz. ähnlich wie bei einem Seismometer. Ich versuche, die Wellenform der Auslenkung eines schwingenden Balkens mit berührungslosen Methoden zu bestimmen. Ich habe in der Vergangenheit ein Vibrometer für ähnliche Dinge verwendet, aber sie sind sehr teuer und aufgrund der Einrichtung außerhalb von Laborbedingungen nicht geeignet, und ich brauche keine so präzise Einrichtung wie diese.

Antworten (1)

Du erwähntest:

eine Art optischer Sensor, wahrscheinlich basierend auf der Intensität mit Faserdrähten zum Senden und Empfangen von Licht unter Verwendung einer Form von Modulation und Filterung

Das ist eine gute Idee. Sie können sehr genaue Messungen mit Lasern durchführen, indem Sie Phasenunterschiede messen, um die Entfernung zu ermitteln. Dies wird manchmal mit der Laserwellenlänge selbst durchgeführt, um eine Auflösung im Mikrometerbereich zu erhalten; Für eine größere Auflösung und Reichweite modulieren Sie den Strahl auf eine bestimmte Wellenlänge.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich die Anwendung ganz verstehe, aber es scheint, als würden Sie zwei verschiedene Punkte gleichzeitig messen, jeder mit einem anderen Bereich. Für einen bestimmten Bereich würde ich eine Wellenlänge wählen, die mindestens viermal so groß ist - dies legt eine maximale Modulationsfrequenz fest. Zum Beispiel c/(4x6cm)=1,25GHzfür das Balkenende. (Sie können auch eine viel niedrigere Frequenz verwenden). Die Auflösung hat auch ein theoretisches Minimum, das durch die Wellenlänge festgelegt wird, wird aber praktisch durch Ihre Detektionseinrichtung festgelegt. Die Idee ist, die reflektierte Phase mit einer Referenz zu vergleichen.

So hat Brad es geschafft, winzige Schallvibrationen auf weit entfernten Oberflächen aufzufangen – ein Laser-Spionagegerät: http://www.lucidscience.com/pro-laser%20spy%20device-1.aspx

Danke Tyblu, sieht aus wie es interessant sein könnte. das werde ich weiter recherchieren. Entschuldigung, wenn ich den Eindruck erweckt habe, zwei Punkte gleichzeitig zu messen. Es sollte nur einen Punkt messen.
Kleine Wegmessung eines leitenden Balkens mit Neodym-Magneten
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