Pomiar mocy silnika rakietowego

mag32 · Post napisał: **mag32** » 05 lip 2007, 08:19

Witam.
Wielokrotnie, na różnych forach modelarskich spotkałem się z problemem pomiaru mocy silników modelarskich, impulsu właściwego i liniowości pracy wykonanych własnoręcznie napędów.
Kilka dni temu wpadł w moje ręce miernik ciśnienia, zamieniający wartość ciśnienia na odpowiadającą mu liniowo wartość prądu.
To prawdopodobnie może być najlepsze i skuteczne rozwiązanie a za razem tanie.
Daje możliwość dokładnego pomiaru wyżej wymienionych parametrów i rejestracji ich na, np. komputerze.
Jak ?
Podłączamy czujnik Ciśnienia [dowolny z odpowiednim zakresem] pod jakiś tłok, zdolny wytrzymać nacisk silnika i rejestrujemy zmiany ciśnienia w trakcie pracy silnika na podstawie zmian natężenia prądu.
Czym mierzyć ?
Można wykorzystać wiele sposobów, np. napisać programik do rejestrowania napięcia na porcie Game karty muzycznej, albo za pomocą przetwornika AD i jakiegoś uCPU.
Tu już jest kwestia własnej inwencji, można nawet na bieżąco obserwować te zmiany na zwykłym mierniku [wskazówkowym] ale wtedy nie mamy możliwości rejestracji, chyba, że nagramy to jako film na aparacie cyfrowym do późniejszej analizy.
Rozwiązanie jest proste i skuteczne. Myślę, że warto je przeanalizować i przede wszystkim przetestować w praktyce.

Davido_olawa · Post napisał: **Davido_olawa** » 05 lip 2007, 08:28

Ja to robie jednak przez pomiar bezpośredni czyli przetwornik tensometryczny 4-20mA, A/C 16 bitowy i mikrokontroler później przesyłam to po RS do komputera i w Exelu mam wizaluzacje ciągu od czasu....proste

mag32 · Post napisał: **mag32** » 05 lip 2007, 08:34

No dobra, ale opisz to dokładniej. Jaki tensometr przede wszystkim.

Davido_olawa · Post napisał: **Davido_olawa** » 05 lip 2007, 08:44

Jest to tensometr belkowy jednak modelu już nie pamiętam.Druga zaleta tego rozwiązania to mały błąd pomiarowy 0,2% natomiast w twoim rozwiązaniu błąd w pomiarze ciśnienia czujnikiem wynosi zazwyczaj 1%-2,5%(dane opieram na czujnikach z seri MPX)
Obrazek

qqaz · Post napisał: **qqaz** » 05 lip 2007, 09:11

A po drodze do tego przetwornika ( pneumatycznego) jeszcze jeden przetwornik -ciąg silnika na ciśnienie- jakim jest siłownik, już nie z błedem 2% ale 20% i niezłą histerezą czyli ogólnie coś nie tego. Z braku laku lepiej zrobić zwykłą wagę mechaniczną i mierzyć kąt wychylenia potencjometrem choć tu całkuje bezwładność.

Leoo · Post napisał: **Leoo** » 05 lip 2007, 10:14

Nie ma problemu z pomiarem silników do rakietoplanów, które pracują stosunkowo długo a moment napędowy jest w miarę płaski. Trochę inaczej wygląda charakterystyka silnika do rakiety z taśmą, czy spadochronem. Często czas pracy jest krótszy od 1s a maksymalny impuls trwa 100ms. W związku z tym pomiar musi odbywać się na tyle szybko, by układ nie "przegapił" maksimum.

mag32 · Post napisał: **mag32** » 05 lip 2007, 12:54

Trochę inaczej wygląda charakterystyka silnika do rakiety z taśmą, czy spadochronem. Często czas pracy jest krótszy od 1s a maksymalny impuls trwa 100ms. W związku z tym pomiar musi odbywać się na tyle szybko, by układ nie "przegapił" maksimum.

Więc jest tu ważne, by czujnik dawał sygnał analogowy, wtedy, możemy się pokusić o odpowiednio szybkie przetworniki AD, pytanie, jak szybkie ? 100ms to przydałoby sie przynajmniej 100 pomiarów, czyli 100*10 to daje 1000 pomiarów na sekundę chyba nie było by z tym problemów, tym bardziej, że niektóre przetworniki wyciągają kilkaset k pomiarów na sekundę, ot, choć by karta muzyczna, 44kHz czas próbkowania.
Szybciej chyba nie trzeba, a ATMega32 ma zdaje się wbudowany 50kHz standardowo a maksymalnie 200kHz, choć tu się mogę mylić bo nie jestem na bieżąco.

qqaz · Post napisał: **qqaz** » 05 lip 2007, 13:33

mag32 pisze:1000 pomiarów na sekundę... ...44kHz czas próbkowania... ... 50kHz standardowo a maksymalnie 200kHz

i jak to sie ma do przetwornika akustycznego z pierwszego postu?

mag32 pisze:To prawdopodobnie może być najlepsze i skuteczne rozwiązanie a za razem tanie.

Chyba rejestrowany byłby hałas...

mag32 · Post napisał: **mag32** » 05 lip 2007, 13:52

Ja nie pisałem o przetworniku akustycznym. Zakres jego pomiary to 0 - 40kPa od 4 do 20mA

qqaz · Post napisał: **qqaz** » 05 lip 2007, 14:08

Fakt, że nie wprost , ale ciało pośredniczace w tych pomiarach - powietrze- trochę mało dokładnie odwzorowuje szybkie zmiany i chyba każdy przetwornik ciśnienie powietrza - wielkośc elektryczna ( w proponowanym zastosowaniu) przypomina bardzo mikrofon.

Pomiar mocy silnika rakietowego