Mäta effekt på roterande axel?

[eplusn]

Har någon en ide om hur man kan mäta och styra effekt på en roterande axel, max påförd effekt är ca 500w?
Användningen är en testcykel där man tar ut kraften från cykelkedjan till en axel, axeln behöver sedan bromsas kontrollerat och få effekten mätad. Det optimala vore om man kunde styra bromsen från en PC och samtidigt mäta effekten.

[prototypen]

Det här var uppe för något år sedan , tror det var någon från Umeå då också (För utbölinga, Rödbäck är en del av Umeå)

Mäta axeleffekt är lite krångligt då mätobjektet är rörligt, enklare är att mäta kraften från "bromsen" då man behöver en enkel vågcell och sedan multiplicera med varvtalet.

Protte

[Icecap]

Jag var involverat i ett projekt av den typ, dock var det så att man trampade en generator som sedan belastades mer eller mindre. Generatorns kapsling var upphängd så att man med en lastcell kunde mäta vridningen i den vilket direkt motsvarade kraften i tramparna.

Sedan reglerade man generatorns belastning efter varvtalet.

Precis som prutte skriver kan man använda samma princip och ha bromsen roterande upphängd och mäta kraften den vrids med, varvtalet är ju enkelt att mäta och med kraft * varv har man ju effekt.

Sedan finns det roterande kraftsensorer att montera på axlar, har aldrig sett pris och vill inte heller...

[prototypen]

Roterande kraftsensor har ju det lilla problemet att man måste få dit lite ström som kan driva mätutrustningen och det görs med en roterande transformator. Mätningen görs med 4 trådtöjningsgivare som mäter vridningen i axeln och signalen skickas till omvärlden via transformatorn.

Som sagt "väldigt billigt"

Protte

[säter]

Jag var involverat i ett projekt av den typ, dock var det så att man trampade en generator som sedan belastades mer eller mindre. Generatorns kapsling var upphängd så att man med en lastcell kunde mäta vridningen i den vilket direkt motsvarade kraften i tramparna.

Sedan reglerade man generatorns belastning efter varvtalet.

Precis som prutte skriver kan man använda samma princip och ha bromsen roterande upphängd och mäta kraften den vrids med, varvtalet är ju enkelt att mäta och med kraft * varv har man ju effekt.

Sedan finns det roterande kraftsensorer att montera på axlar, har aldrig sett pris och vill inte heller...

Hur pass bra fungerar det att mäta strömmen på generatorn annars?

[*L.R*]

De applikationer jag sett där man vill kunna bromsa och och mäta effekt använder man alltid olika enheter för det.

Trådtöjningsgivare, eller motsvarande är vanligt. Principen är enkel, svårigheten är väl att få någon som kan montera givaren på axeln på ett bra sätt och sedan kalibrera det hela?

Abb's torductor är beröringsfri annars.

För enklare momentmätning har jag sett bromstrummekonstruktioner som vrider sig och har bestämd längd på hävarv så man kan mäta en kraft som flera andra här nämner oxå.

[Mr. Pink]

En Idé.
Man har två varvtalsgivare (encoders eller liknande) i var sin ända av en axel. När moment överförs så vrids axeln något och om varvtalsgivarna tidigare låg i fas så är det numera förskjutna. Fasförskjutningen motsvarar vridningsvinkeln och därmed momentet.

[Icecap]

Punk: Ingen dum idé men det kräver dels en axel som har en väl definierat vridning vid en viss kraft och ganska hög noggrannhet på de optiska skivor men då ville man få en fasförskjutning som följd av kraften.

säter: strömmen beror väl på hur mycket man tar ut eller? Nu var jag bara involverat i programmeringen, hårdvaran och mekaniken var redan konstruerat och elektroniken fungerade inte...

[eplusn]

För enklare momentmätning har jag sett bromstrummekonstruktioner som vrider sig och har bestämd längd på hävarv så man kan mäta en kraft som flera andra här nämner oxå.

Det är väl så som en vanlig testcykel fungerar, en rem som bromsar ett svänghjul där remmen kan spännas med vikter och där vikterna motsvarar en viss last eller att remmen spänns med en fjäder.
Det förutsätter att inte friktionen ändras när rem och svänghjul värms.
Nackdelen med lösningen är att den blir stor.

[*L.R*]

Enklast sättet att mäta effekt måste vara att accelerara en trumma med bestämt tröghetsmoment.

bara mäta accelerationen på trumman. Ixa = M

Dock svårreglerat

[sumpen]

Om axeln driver en rem med 1kilo på. Så går det väl att mäta tiden för den att dra vikten. Sen räkna ut effekten.

Lyfter den 1kg på en sekund så är det väl 9,82W. Sen finns det väl en del förluster. Så det är väl inte så exakt.

[eplusn]

Axeln ska snurra oavbrutet.

[v-g]

Iofs rätt komplicerat men man kan ju tänka sig att man har en vågcell som roterar med axeln som strömförsörjs via en spolkontruktion runt axeln. Återkommunikationen kan man ta via en annan spole eller IR. En µc emellan är ett måste.

Det svåraste är nog att få det hela i balans och även att se till att bara vridmomentet påverkar vågcellen.

Inget man slänger ihop i en handvändning precis

Annan idé är en torsionsstav som sitter mellan två skivor. I dessa skivor har man ett (eller flera) hack som vid noll moment ligger i linje men vid vridmoment vrids isär. Man kunde tex avläsa dessa med en reflexsensor.

Problemet här är väl att hitta en torsionsstav kan jag tänka mig.

[Pucco]

Varför inte bygga en aktiv last. En generator och en stor MOSFET (eller kluster av flera). Mät strömmen genom och spänningen över MOSFETen och multiplicera värdena så du får effekten. Sedan är det bara att styra effekten mot det önskade värdet. Lite kalibreringar kanske krävs. Eventuellt får man ha effekten lite varvtalsberoende också så att det går att starta utan last från stillastående.

[Icecap]

Det hela är enkelt faktisk!

Man drar en generator som belastas på något vis för att göra av med den effekt som läggs i tramparna.

Man behöver inte mäta på roterande axlar eller liknande, det räcker med att antingen mäta effekten som tappas från generatorn och sedan kompensera för den del som inte mäts på detta vis (tramplager, kedja osv) vilket är ren matematik.

Alternativt hänger man upp generatorn så att den kan vrida sig och sedan ha en lastcell på till att mäta vridmomentet vilket kombinerat med hastigheten är effekten.

All snack om att måste mäta på en torsionsaxel eller liknande är bara att försvåra ett enkelt problem.