Характерные точки графика ДР ХХ

[Аминбай]

Здравствуйте. Я считаю, что пьезопластину (ПЭ) нельзя сравнивать с конденсатором, т.к. ПЭ вырабатывает свое импульсное напряжение под действием деформации. Точка С это же закрытие выпускного клапана, значит на пластину действует давление до закрытия выпускного клапана. В этот момент давление не может быть одинаковым с обеих сторон пластины.

Выскажите свое мнение насчет
вывода:
участок сигнала "с-d" характеризует выпрямление пластины

[ВладВас]

...но она в точке С как раз деформирована плюсово,в силу инерции,полученной в точке А...
..,т.е.,пластина стремится к своему исходному положению, точке В,но достигнув его,не останавливаясь по инерции , доходит до точки С.
Вывод: участок сигнала "с-d" характеризует выпрямление пластины

Возникает закономерный вопрос, о величине динамической погрешности, возникающей в результате того, что пластина изгибается, не только силой давления(разрежения) газа, но и в значительной мере инерционными и упругими силами самой пластины.

Динамическая погрешность средства измерений
Погрешность из-за запаздывания реакции средства измерений
Tracking error of a measuring instrument
фр.Erreur de poursuite d'un instrument de mesure
Динамическая погрешность средства измерений - погрешность средства измерений, возникающая дополнительно при измерении переменной физической величины и обусловленная несоответствием его реакции на скорость изменения входного сигнала.

http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2. ... 29!ilro,ot.
- С другой стороны, хорошо известно, что пьезокерамические измерительные преобразователи отличается высоким быстродействием, что позволяет успешно их при проведении исследований быстропротекающих процессов в ДВС.

Так как частота собственных колебаний системы «мембрана —
кварцевые пластины» составляет десятки килогерц, то измерительные
преобразователи этого типа обладают высокими динамическими
характеристиками, что обусловило их широкое применение при контроле
давления в системах с быстропротекающими процессами. Чувствительность
пьезоэлектрических измерительных преобразователей давления

http://window.edu.ru/window/library/pdf ... p_page=21; http://webcache.googleusercontent.com/s ... nt=firefox.
В силу сказанного, возникла необходимость проверки правомерности, приведенных в начале поста, утверждений о значительной доли в полезном сигнале составляющей, связанной с действием инерции и упругости самой пластины, т.е. значительной величиной динамической погрешности ДРпэ.
Такие утверждения возникли на основании опыта Alin76, который представил свои данные в сообщении viewtopic.php?p=21168#p21168. Ввиду важности вопроса о величине динамической погрешности измерений, выполняемых нами с использованием ДРпэ, были выполнены более дополнительные опыты для проверки таких утверждений. viewtopic.php?p=21487#p21487
В этих опытах было показано, что нет оснований утверждать, что позитивный импульс является инерционной реакцией на первичное возмущение, отображаемое негативным импульсом. Показано, что при выполнении орального теста первый негативный импульс на выходе ДРпэ возникает в момент создания разряжения, а второй позитивный- в момент сброса разряжения.
Т.о., на сегодняшний день отсутствуют сведения, имеющие практическое подтверждение, которые ставили бы под сомнения, устоявшиеся представления о высоком быстродействии и соответственно низкой динамической погрешности пьезоэлектрического датчика. Другими словами, нет оснований говорить о несоответствии выходного сигнала ДРпэ и контролируемой величины разряжения в пределах известных временных параметрах быстродействия ДРпэ.

[alekcc]

Думаю рисунок расположенный выше, так же правильный, как и тот что расположил неже. Знак сигнала меняется не потому, что пластина выгибается в обратную сторону, а потому что меняется направление деформации. Если пластина будет выгибаться в обратную сторону, сигнал будет иметь в разы большую амплитуду, т.е. вместо привычных 2 - 5 вольт будем иметь амплитуду 20 - 25 вольт(при условии что частота колебаний идентична).

Деформация.gif (62,75 Кб) Просмотров: 1945

[ВладВас]

... считаю, что пьезопластину (ПЭ) нельзя сравнивать с конденсатором, т.к. ПЭ вырабатывает свое импульсное напряжение под действием деформации...

http://www.oaopiezo.com/theory_4.html

....пьезоэлемент представляет собой электрический конденсатор с твёрдым (кристаллическим или керамическим) диэлектриком. Особенностью такого конденсатора является наличие пьезоэлектрических свойств у диэлектрика, заполняющего пространство между электродами....Внешняя сила вызывает деформацию пьезоэлемента, его поляризацию и возникновение на электродах противоположных электрических зарядов. Величина электрического заряда или возникающего при этом напряжения может быть измерена соответствующим измерительным прибором, присоединенным к электродам пьезоэлемента

Предположим, что внешняя сила вызывает возникновение на электродах пьезоэлемента противоположных электрических зарядов величиной Q. Если ёмкость датчика составляет С^, тогда напряжение между электродами датчика составит: U=Q/С^.

[ВладВас]

... Знак сигнала меняется не потому, что пластина выгибается в обратную сторону, а потому что меняется направление деформации...

+1

[Михаил59]

Выскажите свое мнение насчет
вывода:
участок сигнала "с-d" характеризует выпрямление пластины

Сейчас попробовал понажимать на пластину пальцем, вот что получилось:
нажимаю на пластину - сигнал вниз, отпускаю - сигнал вверх, как сказал alekcc меняется направление деформации, так оно и есть, то же самое - происходит выпрямление пластины. На двигателе вряд ли она успеет за счет своей упругости вернуться назад, 4-е поршня ее гоняют вверх, вниз, то давление, то разрежение и даже без свечи, все равно какое то разрежение создается, соотношение диаметров, поршня и свечного отверстия.

Пьезка.jpg (204,92 Кб) Просмотров: 1921

PS. Ну вот пока писал и эксперементировал, ВладВас опередил.

[Аминбай]

Знак сигнала меняется не потому, что пластина выгибается в обратную сторону, а потому что меняется направление деформации.

Объясните пожалуйста разницу между выгибанием пластины в обратную сторону(выпрямлением) и изменением направления деформации пластины.

[Аминбай]

ВладВас,никто не утверждает про динамическую погрешность пьезоэлектрического датчика.
Если в рассматриваемый момент(точка С),когда на пластину не оказывается никакое усилие,по законам физики она просто выпрямляется,в чем его никто и не собирается винить.
У многих нас, в том числе и у меня,раньше было такое представление,что раз график ДР идет вниз-это говорит о том,что во ВК создается разрежение.Оказывается это утверждение не всегда справедливо,в чем убедились рассмотрев случай с выкрученной свечой.
Рассмотрели случай в режиме прокрутки,однако можно провести параллель с некоторыми характерными точками графика при ХХ.Например, движение с точки 4 до точки 5 графика ДР ХХ тоже означает выпрямление пластины.
Вот что имелось ввиду, при высказывании "придется переосмыслить некоторые критерии подхода к осциллограммам ,снятым с ДР".

[alekcc]

Аминбай писал(а):

alekcc писал(а):
Знак сигнала меняется не потому, что пластина выгибается в обратную сторону, а потому что меняется направление деформации.

Объясните пожалуйста разницу между выгибанием пластины в обратную сторону(выпрямлением) и изменением направления деформации пластины.

Как-то так вижу эту зависимость. Направление деформации красными стрелочками.

Направление деформации.gif (7,22 Кб) Просмотров: 1771

Масштаб не соблюдал, возможно есть какие-то неточности, цель была показать графически не более. Красные стрелочки соответствуют моменту окончания действия силы.

[2471]

По поводу разных графиков получаемых с пьезо датчика и измерителей давления
думаю, будет полезно экспериментировать с подобной схемой и её входным
сопротивлением.

[ВладВас]

...Если в рассматриваемый момент(точка С),когда на пластину не оказывается никакое усилие,по законам физики она просто выпрямляется,в чем его никто и не собирается винить...

Если говорить о измерительном преобразователе пьезоэлектрического типа, то в идеальном случае он может быть описан простейшим соотношением: Х = кF, Х - величина деформации пластины, F - измеряемое усилие (в частном случае- сила давления), а к - это коэффициент преобразования ( в идеале постоянная величина), причём есть основания полагать, что в исходном состоянии величины Х и F имеют нулевые значения. Тогда в т.С "...когда на пластину не оказывается никакое усилие,..." - изгиб пластины должен быть тоже нулевой. В случае, если пластина в этот момент времени по какой то причине всё же имеет некий изгиб Х^, то эта величина и будет динамической погрешностью данного датчик в конкретный момент времени.
Если выбранный нами для выполнения динамических измерений, датчик соответствует по своему быстродействию параметрам входного сигнала, то можем быть уверены, что величина Х^ динамической погрешности пренебрежимо мала. т.е. выполняется соотношение Х = кF. Другими словами, если в т.С на пластину не оказывается никакое усилие, то пластина "правильного датчика" в этот момент времени находится "выпрямленном" состоянии.

... график ДР идет вниз - во ВК создается разрежение. Оказывается это утверждение не всегда справедливо,в чем убедились рассмотрев случай с выкрученной свечой.
.... можно провести параллель с некоторыми характерными точками графика при ХХ

Давайте рассмотрим ситуацию с позиций классических представлений о пьезоэлектрических датчиков (Дпэ) для динамических измерений. Использование Дпэ для регистрации быстропротекающих процессов имеет определённые ограничения в плане их быстродействия.
Высокие частоты. С стороны высокие частот скоростные параметры Дпэ ограничены собственной частотой колебаний пьезоэлектрической пластины датчика. Известно, что этот параметр пьезоэлектрических датчиков оставляет в среднем сотни килогерц (см. предыдущее сообщение). Насколько можно судить по типичным сигналам разряжения ДРпэ при ХХ, его высшие гармоники имеют величину порядка 300 Гц. По крайней мере, Гнат рекомендует, если мне не изменяет память, "подавлять" частоты, лежащие выше этой величиной. Таким образом, трудно ожидать каких либо проблем со стороны высоких частот. Что касается низких частот, то как раз здесь можно столкнуться с некоторыми сложностями.
Низкие частоты. Широко известное выражение " ДРпэ позволяет регистрировать лишь изменения разрежения" как раз затрагивает проблему регистрации низких частот. Проблема связана с тем, что электрические заряды, возникшие в пьезокерамике при её деформации, при низких частотах "успевают стекать" через измерительный прибор. Штатный ДРпэ был создан конкретно для диагностики ГРМ в режиме ХХ. Предложенный Вами опыт был интересен, но он нарушил "договорённость о применении". Как было показано в моём сообщении, что в Вашем опыте (прокрутка без свечи) возникают участки постоянства давления, где и наблюдается неадекватная реакция датчика. viewtopic.php?p=21260#p21260
На участке постоянства давления мы наблюдаем, как и положено по принципу действия пьезоэлектрических датчиков, саморазряд ёмкости датчика. Причём измеренное по осцилке значение соответствует расчётному Т = 20мс.
Т.о. наблюдаемая неадекватность сигнала на участке постоянства разрежения- результат нарушения "договорённость о применении" ДРпэ.
Обобщение обнаруженной неадекватности ДРпэ, и затем распространение этой неадекватности на случай ХХ неправомерен, поскольку параметры входного сигнала как раз в случае ХХ соответствуют параметрам ДРпэ. Другими словами, ДРпэ в режиме ХХ работает в штатном режиме и обеспечивает приемлемый уровень динамической погрешности.

[kimmaster]

Аминбай писал(а):

alekcc писал(а):
Знак сигнала меняется не потому, что пластина выгибается в обратную сторону, а потому что меняется направление деформации.

Объясните пожалуйста разницу между выгибанием пластины в обратную сторону(выпрямлением) и изменением направления деформации пластины.

Как-то так вижу эту зависимость. Направление деформации красными стрелочками.

Направление деформации.gif

Масштаб не соблюдал, возможно есть какие-то неточности, цель была показать графически не более. Красные стрелочки соответствуют моменту окончания действия силы.

Это и мне также видится весь процесс +1

[serg-ufo]

Наверное все же так.

[Аминбай]

Доброе утро, уважаемые коллеги!
Я благодарю всех , за активное участие.
Выясняя природу причин, воздействующих на поведение графика в тот момент, когда прекращается воздействие на пластину, почему она начинает генерировать напряжение противоположного значения, старались учитывать все возможные факторы.
Оказывается, мы с Вами не учли один из важнейших факторов: свойства воздуха.
Как известно, он обладает инертностью, вязкостью и сжимаемостью.
(Инертность - свойство воздуха сопротивляться изменению состояния покоя или равномерного прямолинейного движения
Вязкость-свойство воздуха сопротивляться взаимному сдвигу частиц..
Сжимаемость - свойство воздуха изменять свою плотность при изменении давления.)

Действительно, что после прекращения такта впуска во втором цилиндре, да и во время впуска,во впускной коллектор врывается воздух через щели дроссельной заслонки и РХХ. Происходит волнообразное чередование сгущений разрежения, сгущениями давления и опять по инерции происходит разрежение, которое отражается на графике как участок с-d,хотя не создается разрежение в первом цилиндре.

Мои суждения были некорректны о том, что пластина выпрямляется под воздействием инерционных сил самой пластины. С учетом изложенных обстоятельств напрашивается вывод:
Пластина выпрямляется под воздействием инерционных сил воздуха.
Насчет адекватности сигнала при разных режимах: ИМХО, сигнал ДР адекватен как в режиме ХХ,так и в режиме прокрутки.

[ВладВас]

По поводу разных графиков получаемых с пьезо датчика и измерителей давления
думаю, будет полезно экспериментировать с подобной схемой и её входным
сопротивлением.

Хорошая, конструктивная мысль. Мне тоже было бы интересно посмотреть, как изменится сигнал наш сигнал, если повысить RC-параметр ДРпэ. По крайней мере известно, что при работе с пьезоэлектрическими преобразователями обычно используют схемы с очень высоким входным сопротивлением до сотен мегом или так называемые "усилители заряда" и доводят RC-параметр до 1-10 секунд.

[ВладВас]

Выясняя природу причин, воздействующих на поведение графика в тот момент, когда прекращается воздействие на пластину, почему она начинает генерировать напряжение противоположного значения, старались учитывать все возможные факторы.
Оказывается, мы с Вами не учли один из важнейших факторов: свойства воздуха....

Может быть окажется полезной эта книга. Один из авторов книги доктор технических наук Шарапов В.М. имеет более 200 патентов в области пьезоэлектрических преобразователей http://padabum.com/x.php?id=3308

[Аминбай]

Спасибо ВладВас, за ссылку.Уже скачиваю.Буду изучать.Думаю, в этой книге найдутся ответы на вопросы,касающиеся принципов работы датчика разрежения.

[kimmaster]

Спасибо ВладВас, за ссылку.Уже скачиваю.Буду изучать.Думаю, в этой книге найдутся ответы на вопросы,касающиеся принципов работы датчика разрежения.

Присоединясь!!!

[ВладВас]

По поводу разных графиков получаемых с пьезо датчика и измерителей давления
думаю, будет полезно экспериментировать с подобной схемой и её входным
сопротивлением.

Хорошая, конструктивная мысль. Мне тоже было бы интересно посмотреть, как изменится сигнал наш сигнал, если повысить RC-параметр ДРпэ. По крайней мере известно, что при работе с пьезоэлектрическими преобразователями обычно используют схемы с очень высоким входным сопротивлением до сотен мегом или так называемые "усилители заряда" и доводят RC-параметр до 1-10 секунд.

Может не только мне интересно. Представлены сигналы разряжения с двух ДРпэ с различными значениями RC-параметра. Режим- прокрутка без одной свечи.

Сравнение сигналов с различными значениями RC-параметра.

2012-03-21_225446RC120.png (57,42 Кб) Просмотров: 1628

Если формула управления работает, значит формула управления верна.

[2471]

Спасибо уважаемый ВладВас за проявленный интерес, а главное за проведённый опыт.
У самого не хватает времени. Наверное, для разных видов измерения (пульсации картерных газов, выхлопа, впускной коллектор) будут оптимальны свои значениями:
1. RC-параметра
2. Свая настройка входного дросселя (фильтра ВЧ, и предупреждения перегрузки ПЭ)
Надо будет проработать схему усилителя для ПЭ.