Hallo Forum, ich bin auf der Suche nach einem Sensor zum Messen der Bewegung einer Windradgondel. Die Frequenz der Bewegung kann sehr klein sein bis zu 4Hz/Minute!!! Ich denke man benötig einen Sensor mit maximal 1G Messbereich, aber dafür mit sehr viel Auflösung. Kann mir jemand einen IC empfehlen, worauf ist zu achten?
Bitte beschreibe, - was eine Windradgondel ist - wie die Messwerte rausfallen sollen - warum Du nur quer zur Erdbeschleunigung messen willst (Messbereich 1G) BTW: Gibt es eigentlich Sensoren, die nur 1g messen?)
Achim S. schrieb: > was eine Windradgondel ist ich musste auch überlegen. Wind - rad - gondel also der Kasten auf dem Mast wo der Generator drin ist.
In meinem Verständnis dreht sich eine Windradgondel doch um die vertikale Achse, eben um den Rotor genau in den Wind zu stellen. Dazu würde ich eher einen Erdmagnetfeldsensor nehmen. Oder einen Absolutdrehencoder da die Gondel ja wohl auf einer Stütze/Turm montiert ist.
Windy schrieb: > ich bin auf der Suche nach einem Sensor zum Messen der Bewegung einer > Windradgondel. Was für eine Bewegung? Wenn sich das Teil auf einem Mast dreht, kannst du das Erdmagnetfeld messen (Eben wie ein Kompass), wenn noch mehr Freiheitsgrade im Spiel sind, solltest du mal mehr Informationen rausrücken.
jz23 schrieb: > Was für eine Bewegung? Wenn sich das Teil auf einem Mast dreht, kannst > du das Erdmagnetfeld messen (Eben wie ein Kompass), wenn noch mehr > Freiheitsgrade im Spiel sind, solltest du mal mehr Informationen > rausrücken. oder einfach mal nachdenken. Die Gondel schwank, das will er (vermutlich) messen.
Peter II schrieb: > Die Gondel schwankt, das will er (vermutlich) messen. Da könnte er einen Matrosen als Referenz heranziehen.
Der Andere schrieb: >> Die Gondel schwank > > Was meinst du damit? na was wohl. das der Mast nicht so fest ist, das er nicht nachgibt. Der Mast verbiegt sich, wenn der Wind kommt. Damit bewegt sich die Gondel.
Peter II schrieb: > na was wohl. das der Mast nicht so fest ist, das er nicht nachgibt. Der > Mast verbiegt sich, wenn der Wind kommt. Damit bewegt sich die Gondel. Ach so. Damit wird er aber die Position nicht genau genug bestimmen können weil er zwei mal integrieren muss. Also eher ein GPS oben auf der Gondel oder ein Lasersystem im hohlen Mast, das ihm die Biegung des Mastes in Richtung und Stärke anzeigt.
Achim S. schrieb: > Bitte beschreibe, > - was eine Windradgondel ist > - wie die Messwerte rausfallen sollen > - warum Du nur quer zur Erdbeschleunigung messen willst (Messbereich 1G) > BTW: Gibt es eigentlich Sensoren, die nur 1g messen?) Die Windradgondel schwankt in x und y Richtung, z.B. durch die Unwucht des Windrades. Der Sensor wird auf der Gondel befestigt und soll die Beschleunigung in x und y Richtung aufzeichnen.
Peter II schrieb: > Achim S. schrieb: >> was eine Windradgondel ist > > ich musste auch überlegen. > > Wind - rad - gondel > > also der Kasten auf dem Mast wo der Generator drin ist. Genau das!
Peter II schrieb: > Der Andere schrieb: >>> Die Gondel schwank >> >> Was meinst du damit? > > na was wohl. das der Mast nicht so fest ist, das er nicht nachgibt. Der > Mast verbiegt sich, wenn der Wind kommt. Damit bewegt sich die Gondel. Exakt!
Windy schrieb: > Die Windradgondel schwankt in x und y Richtung, z.B. durch die Unwucht > des Windrades. das hätte ich nun nicht gedacht. Das bedeutet doch eine extreme Belastung der Lager. Oder ist das nicht der Normalfall? Schwanken wegen wind ist ja noch nachvollziehbar aber wegen Unwucht? Kann man das nicht besser auswuchten?
Der Andere schrieb: > Ach so. Damit wird er aber die Position nicht genau genug bestimmen > können weil er zwei mal integrieren muss. Die Beschleunigungswerte werden wahrscheinlich sinusförmig werden, zweimal Integrieren macht dann immer noch was sinusförmiges, deswegen kann mann sich das Integrieren wahrscheinlich sparen. Es kommt auch nicht exakt auf die Absolutwerte an, je genauer desto besser natürlich. > Also eher ein GPS oben auf der Gondel oder ein Lasersystem im hohlen > Mast, das ihm die Biegung des Mastes in Richtung und Stärke anzeigt. Laser geht nicht immer, da der Turm Schotten hat. Würde GPS funktionieren, wenn ja wie?
Windy schrieb: > Würde GPS funktionieren, wenn ja wie? ich würde sagen nein, viel zu ungenau. Um wie viel cm bewegt sich denn die Gondel?
Windy schrieb: > ich bin auf der Suche nach einem Sensor zum Messen der Bewegung einer > Windradgondel. Wenn die Gondel frei hängt würde ich das mit einem Pendel versuchen. Kann man zu Not noch im Ölbad dämpfen. Wenn es im die Biegung des Mastes geht sind DMS (Dehnungsmessstreifen) für mich mittel der Wahl. Die brauchen dann natürlich einen Träger wie z.B eine an zwei Punkten angeschraubte Stahlstange. Es gibt auch ein System das die Biegung mit Lichtleiter misst, das ist aber teuer.
X4U schrieb: > Wenn die Gondel frei hängt würde ich das mit einem Pendel versuchen. Pendel und DMS kann man natürlich auch kombinieren in dem man ein Gewicht unten an eine Stahlstange schweißt das ganze oben an die Gondel schweißt und dann die Biegung misst. Wenn es noch genauer werden soll 2 Flacheisen mit Gewichten unten dran nehmen und die 90° verdreht anschweißen. Dann X und Y Auslenkung getrennt messen.
Peter II schrieb: > Windy schrieb: >> Würde GPS funktionieren, wenn ja wie? > > ich würde sagen nein, viel zu ungenau. Um wie viel cm bewegt sich denn > die Gondel? GPS bekommt man so weit ich weiß auf einige mm genau, allerdings fehlt dann die zeitliche Auflösung.
X4U schrieb: > Windy schrieb: >> ich bin auf der Suche nach einem Sensor zum Messen der Bewegung einer >> Windradgondel. > > Wenn die Gondel frei hängt würde ich das mit einem Pendel versuchen. > Kann man zu Not noch im Ölbad dämpfen. Pendel und Auslenkung messen, macht das nicht in etwa ein Beschleunigungssensor? > Wenn es im die Biegung des Mastes geht sind DMS (Dehnungsmessstreifen) > für mich mittel der Wahl. Die brauchen dann natürlich einen Träger wie > z.B eine an zwei Punkten angeschraubte Stahlstange. > > Es gibt auch ein System das die Biegung mit Lichtleiter misst, das ist > aber teuer. Sachen am Mast befestigen ist schwierig, die Messung sollte in oder auf der Gondel erfolgen.
Das Messgerät der Wahl ist für diese Anwendung ein Laserkreisel, siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Laserkreisel Derartige Geräte gibt es mittlerweile in durchaus handlich und robuster Ausführung als Standardprodukt zu kaufen.
Andreas S. schrieb: > Das Messgerät der Wahl ist für diese Anwendung ein Laserkreisel, > siehe: > https://de.wikipedia.org/wiki/Laserkreisel > > Derartige Geräte gibt es mittlerweile in durchaus handlich und robuster > Ausführung als Standardprodukt zu kaufen. Soweit ich verstehe, kann ein Laserkreisel Drehungen feststellen, da die Bewegung der Gondel im Prinzip eine Drehung um den Fußpunkt ist, könnte es funktionieren. Man bräuchte dann zwei davon.
Peter II schrieb: > ich würde sagen nein, viel zu ungenau. Um wie viel cm bewegt sich denn > die Gondel? Ich denke es geht um cm oder dm, das kann ich noch in Erfahrung bringen. Lustige Anekdote, die Bewegung der Gondel war teilweise so stark, dass der Bild-Stabilisator meines Fotoapparates aufgegeben hat und keine Bilder mehr gemacht hat. Man kann die Bewegung also durchaus mit Ics messen.
Peter II schrieb: > ich würde sagen nein, viel zu ungenau. Um wie viel cm bewegt sich denn > die Gondel? Nicht unbedingt. Mit RTK GPS kommt man auf eine typische Genauigkeit von 1cm.
Besorge Dir ein gebrauchtes Reifen-Auswuchtgerät, da sind passende Sensoren drin. Anzeige besser 5g Unwucht. Gruß - Werner
Guck dir mal den ADXL355 an, ob der die Anforderungen erfüllt.
Bei einer Großen Windkraftanlage ist normalerweise ein Schwingungsdämpfer unter der Gondel. Hier sollte die Auslenkung am einfachsten gemessen werden können. Michael
W.A. schrieb: > Nicht unbedingt. Mit RTK GPS kommt man auf eine typische Genauigkeit von > 1cm. Wie ist die zeitliche Auflösung?
Windy schrieb: > Pendel und Auslenkung messen, macht das nicht in etwa ein > Beschleunigungssensor? JA aber ein DMS ist ungleich genauer höher auflösend Der Test ist auch bilig ein DMS kostet ab 10 Euro und es gibt z.B. Messwandler die das Signal gleich in die SPS einspeisen. Sind auch vielen Waagen drin, halten ewig und das ist etablierte Industrietechnik. Du kannst z.B. bei Omega anrufen (weder verwandt noch verschwägert) und dir was zusammenstellen lassen. Oder wenn es ein Bastelprojekt ist dir die Dinger bei Conrad kaufen und selbst auswerten. > Sachen am Mast befestigen ist schwierig, die Messung sollte in oder auf > der Gondel erfolgen. Na dann teste doch das Gewicht am Stahlstab mit dem DMS. Must du nur irgendwo in der Gondel fest anschrauben wo es frei hängt. Werner H. schrieb: > Besorge Dir ein gebrauchtes Reifen-Auswuchtgerät, da sind passende > Sensoren drin. Anzeige besser 5g Unwucht. bei 4rpm? Windy schrieb: > Soweit ich verstehe, kann ein Laserkreisel Drehungen feststellen, da die > Bewegung der Gondel im Prinzip eine Drehung um den Fußpunkt ist, könnte > es funktionieren. Warum nimmst nicht gleich einen Kompass? > Man bräuchte dann zwei davon. Was kostet denn einer so?
Windy schrieb: > W.A. schrieb: >> Nicht unbedingt. Mit RTK GPS kommt man auf eine typische Genauigkeit von >> 1cm. Aber 2DRMS, soll heißen du weißt zu ca. 80% wo deine Position ist aber nicht welche 80% das sind. Das ist für diese Anwendung imho "nicht so ganz" geeignet. > > Wie ist die zeitliche Auflösung? Ist schon etwas her dass ich da aktiv war aber: 1cm 2DRMS wirst du wohl mit 0,01 rpm einigermaßen auflösen können, von Genauigkeit ist dann noch nicht viel zu sehen. Die Vermesser stehen nicht umsonst immer lange auf dem Punkt von dem aus Sie Koppeln
Windy schrieb: > Man bräuchte dann zwei davon. Es gibt handliche Messgeräte, in denen drei Laserkreisel senkrecht zueinander angeordnet sind. Sie werden z.B. zur Justierung von Walzen in Druckmaschinen eingesetzt. Ähnlich aufgebaut sind auch Faserkreisel, die wohl deutlich preisgünstiger als Laserkreisel sind.
Es gibt Beschleunigungssensoren in unterschiedlicher Empfindlichkeit. Das reicht von den kleinen Chips - etwa so wie die in der Bildstabilisierung. Es geht empfindlicher mit größeren Sensoren, insbesondere für niedrige Frequenzen. Da gibt es z.B. Sensoren mit Piezo und Testmasse. Sehr empfindlich wären fertige Seismometer. Wenn die Kamera sich schon gestört fühlt, sollten die MEMs Chips wohl ausreichen. Größere Sensoren könnten wegen magnetischer Störungen vom Generator ggf. schwierig werden. Ein magnetischer Kompass geht entsprechend eher nicht. Eine Komponente der Bewegung dürft davon kommen, wenn die Flügel am Mast vorbei kommen. In dem Moment verändert sich der Windwiderstand und man kann also eine ggf. gar nicht so kleine Axiale Kraft erwarten. Über die Bremswirkung dürfte man auch quer Kräfte bekommen.
kannst du nicht einfach mal ein Handy nutzen und die Beschleunigung aufzeichnen? Dann hat man zumindest eine Vorstellung davon welche Werte zu erwarten sind.
Haste nen iPhone? Probier mal "Physics Toolbox Accelerometer" aus. Das gibt einen ersten Hinweis ob es mit einem handelsüblichen MEMS accelerometer gehen würde. Mein kurzes Experiment gerade eben (langsam ein paar cm hin- und herschwenken) sagt: ja, geht. Werte werden positiv und negativ. Ansonsten mal im Bereich seismologischer Sensoren suchen. Die sind sauempfindlich bis in den sub-Hz Bereich. Gibt auch Anleitungen zum Selbstbau (federgelagerter induktiver Sensor). Oder 2 Dehnungsmessstreifen am (im) Turm. Muss aber der Lack an der Stelle ab. Welchen Durchmesser hat der Turm denn (so in der Mitte) und welche Höhe?
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Also für mich siehts nach einem 2Achsen-beschleunigubgssensor aus. Entweder IC und uC, oder fertiger logger, oder z.B. im Handy. Oder analog Sensor und Schreiber. Alsi, wie sollen die Werte rausfallen? Wichtige neue Frage' Soll x/y konstant zum Rad oder konstant zur Himmelsrichtung sein? Bei letzterem Sensor halt ganz oben aber noch im Turm platzieren.
Achim S. schrieb: > Soll x/y konstant zum Rad oder konstant zur Himmelsrichtung sein? Bei > letzterem Sensor halt ganz oben aber noch im Turm platzieren. Der Beschleunigungssensor soll die Daten relativ zur Position des Windrades aufzeichnen, Montage also auf Gondel und nicht im Turm.
Windy schrieb: > Wie ist die zeitliche Auflösung? Tersus gibt für sein BX316 Board an: "20 Hz RTK solution and raw data output" https://www.tersus-gnss.com/products/precis-bx316
Windy schrieb: > Der Beschleunigungssensor soll die Daten relativ zur Position des > Windrades aufzeichnen, Montage also auf Gondel und nicht im Turm. Das eine schließt das andere nicht aus. Um die am Turm gemessene Beschleunigung in die Richtung des Windrades zu transformieren, benötigst du dann lediglich einen Richtungssensor (z.B. magn. Kompass-Sensor) im oder am Turm.
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Windy schrieb: > Der Beschleunigungssensor soll die Daten relativ zur Position des > Windrades aufzeichnen, Montage also auf Gondel und nicht im Turm. Sind Gondel und Rad nicht fest verbunden?
Ich habs mal überschlägig ausgerechnet: Turmhöhe 100m, Durchmesser 3m Bei 1cm Auslenkung der Turmspitze dehnt sich der Turm auf der Aussenseite um ca. 3 micrometer/m, bei 10cm Auslenkung ca. 30 micrometer/m. Das sind ideale Bedingungen für Dehnungsmessstreifen.
So wie ich das sehe suchst du erst einmal keinen Beschleunigungssensor, sondern einen 2-achsigen Neigungssensor. Das Beschleunigungssensoren hierfür zweckentfremdet werden können steht außer Frage, allerdings liefern die billigen Dinger aus Smartphones vermutlich aber nicht die Auflösung die du benötigen wirst. Bei 2-achsigen Neigungssensoren kann es dann, je nach Anforderung, ziemlich teuer werden, vom 3- bis in den 4-stelligen Eurobereich. Das kann dann von fluidischen Neigungssensoren, über optische Libellen bis hin zu Servosystemen gehen. Ob es nur eine Einzelstücklösung oder eine größere Anzahl an Sensoren für viele Windräder werden soll wäre interessant. Auch der zu erfassende Winkelbereich, welche Messwiederholrate, Auflösung, Genauigkeit, Schnittstellen, Umweltbedingungen etc. sind wichtige Angaben. Nur mit diesen Angaben kann man dir gezielt weiterhelfen. -branadic-
Joe F. schrieb: > Bei 1cm Auslenkung der Turmspitze dehnt sich der Turm auf der > Aussenseite um ca. 3 micrometer/m, bei 10cm Auslenkung ca. 30 > micrometer/m. Wenn der Turm aus einer Röhre bestehen würde die sich absolut homogen verhält.Von Materialwissenschaft hab ich gar keine Ahnung halte das aber trotzdem ;-) für unwahrscheinlich. Was mir bei den ganzen Beschleunigungsverfahren fehlt ist die Vibration. Das Windrad wird sich ja kaum so sanft drehen wie die Elfe bei Peter Pan sondern ruckeln. Das auch noch bei naturgemäß einseitiger Windlast so dass diese Störsignale vermutlich nicht symmetrisch sind. Das ist dann übertrieben gesagt etwas so als wenn man mit dem Auto über eine Buckelpiste fährt und versucht mittels Kopplung die Position zu ermitteln.
branadic schrieb: > So wie ich das sehe suchst du erst einmal keinen > Beschleunigungssensor, > Bei 2-achsigen Neigungssensoren kann es dann, je nach Anforderung, > ziemlich teuer werden, vom 3- bis in den 4-stelligen Eurobereich. Das > kann dann von fluidischen Neigungssensoren, über optische Libellen bis > hin zu Servosystemen gehen. > Ob es nur eine Einzelstücklösung oder eine größere Anzahl an Sensoren > für viele Windräder werden soll wäre interessant. Auch der zu erfassende > Winkelbereich, welche Messwiederholrate, Auflösung, Genauigkeit, > Schnittstellen, Umweltbedingungen etc. sind wichtige Angaben. Nur mit > diesen Angaben kann man dir gezielt weiterhelfen. > > -branadic- Was spricht dann gegen dass von mir weiter oben vorgeschlagene Verfahren mit dem Pendelersatz aus Gewicht an der Stange und DMS? Hat den Vorteil dass es industrietauglich ist bei jeder Wetterlage und Temperatur funktioniert und selbst von deppen per Hand getestet werden kann. Eine abgewandelten Form hab ich mal auf Schiffen im Einsatz gehabt. Lief von den Tropen bis ins Packeis. Das wurde dann noch im Ölbad gedämpft.
X4U schrieb: > Wenn der Turm aus einer Röhre bestehen würde die sich absolut homogen > verhält.Von Materialwissenschaft hab ich gar keine Ahnung halte das aber > trotzdem ;-) für unwahrscheinlich. Das hat mit dem verwendeten Material und damit auch der Materialwissenschaft nichts zu tun, sondern mit simpler Geometrie und Statik. Und davon habe ich Ahnung, insofern darfst du das ruhig für wahrscheinlich halten. Der Turm verhält sich natürlich nicht absolut homogen, das sieht man schon an der Form, die so gewählt ist, dass im oberen Bereich evtl. mehr Biegung auftritt, dafür aber der Windwiderstand geringer ist. Es ging mir auch nur um eine überschlägige Abschätzung (Faktor 10), ob mit DMS etwas zu reissen wäre, und meine Meinung ist: ja. Zum besseren Verständnis: wenn sich das Material des Turms nicht an der Aussenseite (windzugewandt) elastisch dehnen und an der Innenseite (windabgewandt) stauchen würde, warum würde sich der Turm dann bei aussetzender Windlast wieder in die Senkrechte (seine ursprüngliche Form) bewegen?
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Joe F. schrieb: > Das hat mit dem verwendeten Material und damit auch der > Materialwissenschaft nichts zu tun, sondern mit simpler Geometrie und > Statik. > Und davon habe ich Ahnung, insofern darfst du das ruhig für > wahrscheinlich halten. Das ist doch mal ne Ansage > Der Turm verhält sich natürlich nicht absolut homogen, das sieht man > schon an der Form, die so gewählt ist, dass im oberen Bereich evtl. mehr > Biegung auftritt, dafür aber der Windwiderstand geringer ist. > Es ging mir auch nur um eine überschlägige Abschätzung (Faktor 10), ob > mit DMS etwas zu reissen wäre, und meine Meinung ist: ja. Gilt dass auch für Beton und was ist wenn die Wandstärke oben wesentlich dünner ist? > > Zum besseren Verständnis: wenn sich das Material des Turms nicht an der > Aussenseite (windzugewandt) elastisch dehnen und an der Innenseite > (windabgewandt) stauchen würde, warum würde sich der Turm dann bei > aussetzender Windlast wieder in die Senkrechte (seine ursprüngliche > Form) bewegen? Das ist schon klar das er elastisch sein muss.
X4U schrieb: > Gilt dass auch für Beton und was ist wenn die Wandstärke oben wesentlich > dünner ist? Da gilt das auch. Beton alleine ist allerdings nicht zugfest, und wird daher mit Stahl armiert. So lässt er sich dehnen und stauchen. Der Einfluss der Wandstärke und des Materials ist dahingehend, dass man für eine entsprechende Auslenkung unterschiedliche Kräfte benötigt. In diesem Fall ist aber die Auslenkung einigermaßen gegeben, daher spielt das Material keine Rolle. Wenn der Turm aus Gummi wäre anstatt aus Stahl, dann würde eben eine wesentlich geringere Windlast zur gleichen Auslenkung führen. Die geometrische Dehnung/Stauchung der Turmseiten ist jedoch allein von der Auslenkung (Biegung) abhängig. X4U schrieb: > as spricht dann gegen dass von mir weiter oben vorgeschlagene Verfahren > mit dem Pendelersatz aus Gewicht an der Stange und DMS? Hat den Vorteil > dass es industrietauglich ist bei jeder Wetterlage und Temperatur > funktioniert und selbst von deppen per Hand getestet werden kann. Eine > abgewandelten Form hab ich mal auf Schiffen im Einsatz gehabt. Lief von > den Tropen bis ins Packeis. Das wurde dann noch im Ölbad gedämpft. Eine sehr gute Idee. Das erspart einem auch die Montage der DMS am Turm. Wenn du das schon realisiert hast verstehe ich allerdings ehrlich gesagt nicht ganz, warum du Schwierigkeiten hast das gleiche Prinzip gedanklich auf den gesamten Turm zu übertragen... ;-)
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ZF schrieb: > Guck dir mal den ADXL355 an, ob der die Anforderungen erfüllt. Der sieht sehr interessant aus, 20-Bit Adc.
branadic schrieb: > So wie ich das sehe suchst du erst einmal keinen > Beschleunigungssensor, > sondern einen 2-achsigen Neigungssensor. Das Beschleunigungssensoren > hierfür zweckentfremdet werden können steht außer Frage, allerdings > liefern die billigen Dinger aus Smartphones vermutlich aber nicht die > Auflösung die du benötigen wirst. Ich denke Neigungssensoren sind nicht geeignet da die Gondel sich zwar starkt bewegt, aber wenig neigt, da der Radius(Turmhöhe) sehr groß ist.
> > Was spricht dann gegen dass von mir weiter oben vorgeschlagene Verfahren > mit dem Pendelersatz aus Gewicht an der Stange und DMS? Hat den Vorteil > dass es industrietauglich ist bei jeder Wetterlage und Temperatur > funktioniert und selbst von deppen per Hand getestet werden kann. Eine > abgewandelten Form hab ich mal auf Schiffen im Einsatz gehabt. Lief von > den Tropen bis ins Packeis. Das wurde dann noch im Ölbad gedämpft. Das sollte funktionieren! Man kann Gewicht und Steifigkeit des Stabes frei variieren.
Joe F. schrieb: > Ich habs mal überschlägig ausgerechnet: > Turmhöhe 100m, Durchmesser 3m > Bei 1cm Auslenkung der Turmspitze dehnt sich der Turm auf der > Aussenseite um ca. 3 micrometer/m, bei 10cm Auslenkung ca. 30 > micrometer/m. > Das sind ideale Bedingungen für Dehnungsmessstreifen. Am Turm etwas anbringen ist schwierig, das System sollte mobil sein.
Windy schrieb: > ZF schrieb: >> Guck dir mal den ADXL355 an, ob der die Anforderungen erfüllt. > > Der sieht sehr interessant aus, 20-Bit Adc Wow ist das Teil empfindlich! Wenn ich mich nicht verrechnet habe, komme ich bei einer 0.25 Hz Schwingung mit 1cm Auslenkung auf 0,00123 g Beschleunigung (horizontal) in den Scheitelpunkten. Das würde der ADXL355 noch mit +/- 316 Werten auflösen (die 2 g Variante). Könnte aber sein, dass der 2g Bereich bei stärkerem Wind nicht ausreicht. Aber selbst die 8 g Variante sollte das noch mit +/- 79 ADC Werten auflösen. Ich würde es zunächst mal mit diesem Sensor probieren. Das Ding ist im Vergleich zu DMS (Messverstärker erforderlich) super einfach anzuschließen, das ganze wird schön klein und transportabel.
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Windy schrieb: > Am Turm etwas anbringen ist schwierig, das System sollte mobil sein. Etwas spät diese Anforderung oder? Wie ist es mit schwimmfähig und nachtsichttauglich? Nimm halt ne Granitplatte und kleb 3 Wägezellen drunter (das sind auch DMS). Oder mach auf Vollmobil und mess das ganze von unten mittels n paar Leica disto o ä. Viel Erfolg noch.
Joe F. schrieb: > Wenn ich mich nicht verrechnet habe, komme ich bei einer 0.25 Hz > Schwingung mit 1cm Auslenkung auf 0,00123 g Beschleunigung (horizontal) > in den Scheitelpunkten. Also ich bezweifle das du 0,00123g bei einem Gerät mit ca. 180m Rotordurchmesser (die Gondel ist ja nicht grundlos in 100m Höhe) überhaupt aus dem rauschen Filtern kannst. Die ADXL sind wirklich gute Kisten aber es gibt imho bei solchen Anwendungen einen Nachteil. Es ist ein MEMS was bedeutet das dieses Gerät eine verschwindend geringe Masse hat. Da wirkt sich alles drauf aus was in der Industrie nun mal so rumschwirrt. Vibration, Laufgeräusche Resonanzen usw usf. Das ist alles min ein zwei Größenordungen höher als diese 0,00123g (was als Waage gebaut 1 Millgramm und ein paar zerquetsche wären). Damit kannst du wunderbar den asymetrischen Schneeflockenbefall des ruhenden Systems messen aber das so etwas im Betrieb funzt wage ich jetzt mal zu bezweifeln. Deshalb die Massen, ob nun Granitplatte oder Pendel mit Gewicht ist egal. Sie haben schon mal einen ganz anderen Resonanzpunkt als der miniMEMS und filtern alles weg was zu schnell ist um Sie zu bewegen. Dann drücken Sie bei Be- oder Entschleunigung mit einer belieben Masse im Kilogrammbereich auf den Sensor und nicht mit Milligramm. Das sind mal eben 5-6 Größenordnungen die du weniger empfindlich bist. Du hast mit dieser Messung auch die Chance Piezos für die Sensorik zu arbeiten. Die geben ein paar hundert Volt raus was den Störabstand zum Generator (der ja vermutlich nicht weit weg ist) angenehm erhöht. My2cts macht doch watt ihr wollt
X4U schrieb: > Windy schrieb: > > Am Turm etwas anbringen ist schwierig, das System sollte mobil sein. > > Etwas spät diese Anforderung oder? Wie ist es mit schwimmfähig und > nachtsichttauglich? > > Nimm halt ne Granitplatte und kleb 3 Wägezellen drunter (das sind auch > DMS). Oder mach auf Vollmobil und mess das ganze von unten mittels n > paar Leica disto o ä. > > Viel Erfolg noch. Ganz oben schrieb ich, der Sensor soll an der Gondel montiert worden sein, hat wohl der eine oder andere überlesen. Alles was nicht angeschweisst ist, ist für mich noch mobil.
X4U schrieb: > Also ich bezweifle das du 0,00123g bei einem Gerät mit ca. 180m > Rotordurchmesser (die Gondel ist ja nicht grundlos in 100m Höhe) > überhaupt aus dem rauschen Filtern kannst. Die ADXL sind wirklich gute > Kisten aber es gibt imho bei solchen Anwendungen einen Nachteil. Es ist > ein MEMS was bedeutet das dieses Gerät eine verschwindend geringe Masse > hat. > > Da wirkt sich alles drauf aus was in der Industrie nun mal so > rumschwirrt. Vibration, Laufgeräusche Resonanzen usw usf. Das ist alles > min ein zwei Größenordungen höher als diese 0,00123g (was als Waage > gebaut 1 Millgramm und ein paar zerquetsche wären). > > Damit kannst du wunderbar den asymetrischen Schneeflockenbefall des > ruhenden Systems messen aber das so etwas im Betrieb funzt wage ich > jetzt mal zu bezweifeln. > > Deshalb die Massen, ob nun Granitplatte oder Pendel mit Gewicht ist > egal. Sie haben schon mal einen ganz anderen Resonanzpunkt als der > miniMEMS und filtern alles weg was zu schnell ist um Sie zu bewegen. > > Dann drücken Sie bei Be- oder Entschleunigung mit einer belieben Masse > im Kilogrammbereich auf den Sensor und nicht mit Milligramm. Das sind > mal eben 5-6 Größenordnungen die du weniger empfindlich bist. Du hast > mit dieser Messung auch die Chance Piezos für die Sensorik zu arbeiten. > Die geben ein paar hundert Volt raus was den Störabstand zum Generator > (der ja vermutlich nicht weit weg ist) angenehm erhöht. > > My2cts macht doch watt ihr wollt Die MEMs werden mit Sicherheit viel Rauschen erzeugen, das Rauschen ist aber statistisch gleich verteilt und das Nutzsignal sollte nach dem Filtern übrig bleiben. Manchmal ist ein "Störrauschen" sogar hilfreich, wenn das Nutzsignal kleiner ist, als die minimale Empfindlichkeit des Sensors. Ein Pendel aus Metall wird Vibrationen auch nicht wegdämpfen, das Problem der Filterung gibt es also sowieso. Da das Nutzsignal aber so eine kleine Frequenz hat, kann man es sehr leicht von Störungen unterscheiden. Je mehr man natürlich mechanisch wegfiltert, desto weniger muss man nachher wegrechnen.
X4U schrieb: > Das ist alles > min ein zwei Größenordungen höher als diese 0,00123g (was als Waage > gebaut 1 Millgramm und ein paar zerquetsche wären). 1 "g" ist in diesem Fall nicht 1 Gramm, sondern 9,81 m/s^2... Es ist ja ein Beschleunigungssensor und keine Waage. Man kann die Beschleunigung natürlich mit einer Masse in Kraft umwandeln, ein 1 kg Block würde bei 0,00123 g (oder 0,012 m/s^2) Beschleunigung eine Kraft von 0,012 N erzeugen.
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So eine MEMs Sensor ist zwar klein, aber damit auch einfach zu benutzen. Wenn der Sensor von der Empfindlichkeit ausreicht spricht eigentlich nichts dagegen. Wenn da zu viel höherfrequente Störungen drauf sind, könnte man die ggf. mechanisch filtern - vermutlich wäre das aber nicht nötig. Ein Bereich bis 1 G sollte alle mal ausreichen für horizontale Beschleunigungen - vertikal wäre ein wenig mehr aber offensichtlich schon gut. Ein selber aufgebauter Beschleunigungssensor mit Maktroskoperischer Testmasse und DMS (oder piezo) als Kraftsensor wäre schon etwas aufwändiger und auf nur niedrige Frequenzen beschränkt. Auch da hat man das Problem den richtigen Messbereich zu finden, denn auch da ist die Dynamik begrenzt. Die Auswertung von DMS ist auch schon nicht so einfach. Eine einfache Version wäre übrigens eine Testmasse (einige 10 Gramm) auf einen Lautsprecher geklebt und die Spannung dann entsprechend verstärken. Auch da gibt es Bauvorschläge um so ein einfaches Seismometer zu bauen.
Windy schrieb: > Je mehr man natürlich mechanisch wegfiltert, desto weniger muss man > nachher wegrechnen. Eben, grad wenn man nicht weiß was kommt. Hauptkriterium ist für mich das bei so einer Anwendung die Chance besteht mit einer großen Masse zu arbeiten die bei dieser fast statischen Anwendung imho Vorteile hat. Joe F. schrieb: > 1 "g" ist in diesem Fall nicht 1 Gramm, sondern 9,81 m/s^2... > Es ist ja ein Beschleunigungssensor und keine Waage. > > Man kann die Beschleunigung natürlich mit einer Masse in Kraft > umwandeln, ein 1 kg Block würde bei 0,00123 g (oder 0,012 m/s^2) > Beschleunigung eine Kraft von 0,012 N erzeugen. Stimmt, danke für den Hinweis. Es ging mir darum das einfach darzustellen. Also jetzt 12 Milligramm zu wiegen ist leichter verständlich als 0,00123g zu beschleunigen. Bei diese Anwendung ist ja der Vorteil faktisch eine beliebige Masse verwenden zu können. Du kannst als ne 10 kG Granitplatte nehmen (natürlich poliert weil es dann wichtiger aussieht ;-) ) und bist bei 120 Milligramm in diesem Szenario. Meiner bescheidenen Meinung nach sind diese Werte aber unrealistisch zu klein. Wenn dann unter der Platte bsp. drei Wägezellen montiert sind werden Störungen mMn. auch von selbst rausgefiltert. Sie wirken sich ja auf alle Sensoren gleich aus, während der Betrag der "Beschleunigung" aus einer Richtung kommt und somit unterschiedlich ist. Mit einfacher Differenzmessung kommen im Optimalfall schon brauchbare Signale. Was mit Beschleunigung gemeint ist hab ich noch nicht verstanden, vermutlich eher Gier- und Nickbewegungen da die Gondel ja nicht für Peterchens Mondfahrt gebaut ist. Kann also sein das ich hier ein ganz anderes Thema bearbeite als der TE.
Windy schrieb: > Ganz oben schrieb ich, der Sensor soll an der Gondel montiert worden > sein, hat wohl der eine oder andere überlesen. Alles was nicht > angeschweisst ist, ist für mich noch mobil. Ohne feste Verbindung wird die Kraftübertragung auf deine Apparatur aber schwierig. Das geht aber zur Not mit ein paar dicken Magneten oder Saugnäpfen.
X4U schrieb: > Stimmt, danke für den Hinweis. Es ging mir darum das einfach > darzustellen. Also jetzt 12 Milligramm zu wiegen ist leichter > verständlich als 0,00123g zu beschleunigen. > > Bei diese Anwendung ist ja der Vorteil faktisch eine beliebige Masse > verwenden zu können. Du kannst als ne 10 kG Granitplatte nehmen > (natürlich poliert weil es dann wichtiger aussieht ;-) ) und bist bei > 120 Milligramm in diesem Szenario. Nein, du hast es immer noch nicht verstanden. Es geht nicht um 0,00123 Gramm, sondern g (oder meinetwegen G), also das 0,00123-fache der Erdbeschleunigung! Der 10 Kg Block erzeugt dann eine Kraft von 0,12 N (Newton). Wenn du das unbedingt in ein Äquivalent einer Masse bei Erdbeschleunigung umrechnen möchtest sind das eben 12 Gramm. Bei einer Schnellabschaltung eines Windkraftwerkes geht es aber offenbar deutlich heftiger zu als ich vermutet hätte. Quergestellt bremsen die Flügel recht effektiv... https://www.youtube.com/watch?v=LAusAepeLqk&t=88
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Joe F. schrieb: > Der 10 Kg Block erzeugt dann eine Kraft von 0,12 N (Newton). > Wenn du das unbedingt in ein Äquivalent einer Masse bei > Erdbeschleunigung umrechnen möchtest sind das eben 12 Gramm. Eben, 12 Gramm sind ja schon mal was anders wie 12 Milligramm. Nun steht aber meine schöne blankpolierte Granitplatte auf drei Wägezellen. Sagen wir mal jede hat einen Sensordurchmesser von 1cm² Das sieht dann in meiner Welt so aus das die Platte von sagen wir mal jetzt 9kg eine Kraft von 9kg / 3 = 3 kg pro/cm² ausübt. Wenn Sie jetzt mit 1G beschleunigt wird sind das 6 kg. Das zu messen ist imho wesentlich einfacher als 0,00xxx g.
Ich verstehe das hier nicht. Der TO will einen einfachen Beschleunigungssensor, sagt aber nicht, welches Interface er möchte. Und welche Informationen er braucht, bzw. messen will. Und darum wird ihm empfohlen, direkt was eigenes zu entwickeln.weil er da 2€ für den billigsten Sensor sparen kann?
Windy schrieb: > ich bin auf der Suche nach einem Sensor zum Messen der Bewegung einer > Windradgondel. Für solche Anwendungen „bastelt“ man nicht, spekuliert auch nicht über unrealistische Messverfahren, sondern bestimmt die notwendigen technischen Parameter und sucht einen passenden Sensor aus. z.B.KB12VD Ausgang: IEPE Empfindlichkeit: 10000 mV/g Messbereich: ±0,6 g Eigenrauschen: 1 µg(0,5..300Hz) linearer Frequenzbereich (±3 dB): 0,08 .. 260 Hz Buchse: UNF 10-32, radial Masse: 150 g
X4U schrieb: > Ohne feste Verbindung wird die Kraftübertragung auf deine Apparatur aber > schwierig. Das geht aber zur Not mit ein paar dicken Magneten oder > Saugnäpfen. Eine Feste Verbindung ist natürlich möglich, nur eben nicht Anschweißen. Wahrscheinlich reicht eine schwere Fußplatte, die man einfach in die Gondel stellt.
Achim S. schrieb: > Ich verstehe das hier nicht. > > Der TO will einen einfachen Beschleunigungssensor, sagt aber nicht, > welches Interface er möchte. Und welche Informationen er braucht, bzw. > messen will. > > Und darum wird ihm empfohlen, direkt was eigenes zu entwickeln.weil er > da 2€ für den billigsten Sensor sparen kann? Das Interface ist zweitrangig, zuerst einmal muss die Messung funktionieren. Es geht hier nicht um ein günstiges System, es muss funktionieren und einfach in der Handhabung sein.
Joe G. schrieb: > z.B.KB12VD > Ausgang: IEPE > Empfindlichkeit: 10000 mV/g > Messbereich: ±0,6 g > Eigenrauschen: 1 µg(0,5..300Hz) > linearer Frequenzbereich (±3 dB): 0,08 .. 260 Hz > Buchse: UNF 10-32, radial > Masse: 150 g Der sieht schon mal sehr interessant aus, der lineare Frequenzbereich könnte etwas weiter runtergehen. 0,08Hz -> 12,5rpm, die Drehzahl kann auch deutlich kleiner sein (4rpm siehe oben).
Joe G. schrieb: > z.B.KB12VD Hier kann man sehen, wie er funktioniert: https://www.mmf.de/seismic_accelerometers.htm Eine Masse mit Piezogebern.
Windy schrieb: > Das Interface ist zweitrangig, zuerst einmal muss die Messung > funktionieren. Es gibt 1000 Sensoren im SMD-Gehäuse. Mit SPI, I2C, analog-Spannungsausgang oder sogar die direkten Thermoelement-Abgriffe. Von unter 2€ das Stück bis in den 3-stelligen Bereich. Temperaturkompensiert oder unkalibriert. Oder als fertige Geräte, vom Handy angefangen bis über einfache Datenlogger bis zu Rack-Systemen mit Gyros. Wenn Du Deine ungefähre untere Grenzfrequenz kennst, kommt es neben der Auflösung nur noch auf das Interface an. Die Befestigung ist dabei praktisch kein Thema. Da reicht im einfachsten Fall ein starker Magnet oder eine Rohrschelle.
Windy schrieb: > Der sieht schon mal sehr interessant aus, der lineare Frequenzbereich > könnte etwas weiter runtergehen. 0,08Hz -> 12,5rpm, die Drehzahl kann > auch deutlich kleiner sein (4rpm siehe oben). Verstehe ich nicht? 4 rpm sind doch 0.06666 U/s oder 0,0666 Hz bzw. 0.08 Hz 4.8 rpm. Wenn es trotzdem zu knapp ist, nehmen einen anderen Sensor ;-) z.B. PCB-393B04 Der untere Frequenzbereich liegt dann bein 0.02 Hz.
Die untere Grenzfrequenz bei BS und Seismometern ist je nach DB Angabe 1%,5%,10% oder -3db :) Natürlich kann man die Sensoren auch unterhalb dieser Frequenz verwenden, wenn man Kalibrierdaten hat und etwas rechnet. Oder man nimmt gleich DC fähige Sensoren (MEMS oder Servoaufnehmer). So schön 'einfach' eine Messung der Beschleunigung (oder der Geschwindigkeit) auch ist, so bleibt bei der im Startpost beschrieben Aufgabe die Kopfposition zu messen, das Problem, dass der BS nicht zwischen einer Schieflage (die Gondel stellt sich schief, aus welchen gründen auch immer) und horizontaler Bewegung unterscheiden kann. Es bleibt ein Inertial-Messsystem, ob die einfachen reichen weiss nur the TO.
Henrik V. schrieb: > dass der BS nicht > zwischen einer Schieflage (die Gondel stellt sich schief, aus welchen > gründen auch immer) und horizontaler Bewegung unterscheiden kann. Das stimmt nicht ganz: bei einer Schieflage ist die maximale Beschleunigung immer noch 1g, bei einer (beschleunigten) Bewegung ist sie in einer Richtung grösser als 1g, weil sich die Beschleunigung zur Gravitation addiert*. Ob man das unter den Bedingungen des TO noch messen kann ist eine andere Frage. *Eine seitliche unbeschleunigte Bewegung kann man ausschliessen - die Gondel kann ja nicht wegfliegen. Jedenfalls normalerweise. Ich kann mir vorstellen, dass sich der Turm seitlich biegt, d.h. die Gondel bewegt sich nach der Seite - die Neigung dabei ist allerdings wegen der Trigonometrie unmessbar klein. Der Turm könnte auch Torsionschwingungen ausführen, so dass sich die Richtung der Gondel ändert, was schwierig zu erfassen ist, weil sie sich ja gesteuert drehen kann. Mehr Freiheitsgrade im messbaren Bereich sehe ich nicht. Georg
Henrik V. schrieb: > So schön 'einfach' eine Messung der Beschleunigung (oder der > Geschwindigkeit) auch ist, so bleibt bei der im Startpost beschrieben > Aufgabe die Kopfposition zu messen, das Problem, dass der BS nicht > zwischen einer Schieflage (die Gondel stellt sich schief, aus welchen > gründen auch immer) und horizontaler Bewegung unterscheiden kann. > Es geht geht nur darum die Schwingung der Gondel zu Messen, die Position(Ausrichtung) der Gondel spielt keine Rolle, da die Bewegung in Bezug auf die Rotorachse gemessen werden soll. > Es bleibt ein Inertial-Messsystem, ob die einfachen reichen weiss nur > the TO. Der Vorteil bei dem System ist, dass die Gondel immer wieder durch den Nullpunkt geht, und damit ein Fehler sich nicht aufsummieren kann.
Achim S. schrieb: > Windy schrieb: >> Das Interface ist zweitrangig, zuerst einmal muss die Messung >> funktionieren. > > Es gibt 1000 Sensoren im SMD-Gehäuse. Mit SPI, I2C, > analog-Spannungsausgang oder sogar die direkten Thermoelement-Abgriffe. > > Von unter 2€ das Stück bis in den 3-stelligen Bereich. > Temperaturkompensiert oder unkalibriert. > > Oder als fertige Geräte, vom Handy angefangen bis über einfache > Datenlogger bis zu Rack-Systemen mit Gyros. > > Wenn Du Deine ungefähre untere Grenzfrequenz kennst, kommt es neben der > Auflösung nur noch auf das Interface an. > > Die Befestigung ist dabei praktisch kein Thema. Da reicht im einfachsten > Fall ein starker Magnet oder eine Rohrschelle. Der Sensor sollte für die Anwendung passen, wenn man dann noch die Wahl hat, würde ich eine digitale Schnittstelle bevorzugen. Ein fertiger Sensor im Gehäuse wäre die beste Lösung. Die Sensoren für seismische Anwendung scheinen sehr gut geeignet.
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