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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Vibraionsmessung wie machbar ?


Autor: mika (Gast)
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Hallo
ich würde gern die Schwingeigenschaften verschiedener Materialien 
messen.
Zb. von versch. Hölzern Steinen usw.

Ich hab mir das so vorgestellt das ich dafür einen Beschleunigungssensor 
oder ähnliches benutze und diese dann an das zu testende Material 
befestige und das Material dann mit hilfe von Schall zum Schwingen 
bringe und dann auswerte wieviel das Material schwingt.

Wie stell ich das nun an ?

kann ich einen Sensor nehmen und wenn welchen ?  Und diesen dann an mein 
Oszi anschließen und die Ergebnisse später vergleichen ?

Wie würde so ein Messaufbau oder so eine schaltung aussehen ?
es sollte möglichst genau sein.

Gruß

Autor: PeterL (Gast)
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für Holz habe ich mal eine Anordnung aus einer Art Hammer und Mikrofon 
gesehen, also draufklopfen und dann die ausklingende Schwingung 
auswerten (evt. mit Soundkarte)

Autor: Sebastian M. (compressed)
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Stichwort: Triangulationsmessung

Autor: mika (Gast)
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Ok wo bekomme ich denn solche sensoren ? ich find entwerder immer nur 3 
Achs sensoren oder irgendwelche beschleunigungssensoren von Autos.... 
Wie nennt man die dinger denn genau ? Die dürften doch eigendlich nicht 
die welt kosten....

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Hallo,
wie ist es denn damit?
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektretmikrofon
Beschleunigungssensoren müssten wohl mit dem Gegenstand eine feste 
mechanische Verbindung haben. Bei Holz usw. könnte dies das Signal schon 
dämpfen. Eine akustische Messung ist da wohl besser geeignet.
Gruss Klaus.

Autor: Rene Schube (Firma: BfEHS) (rschube)
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Hallo mika,

für solche Aufgaben gibt es s.g. Körperschall-Mikrophone bzw.
Körperschallwandler. Frag mal guggel...

mfg Rene

Autor: mika (Gast)
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So ich finde die dinger zwar unter Beschleunigungsaufnehmer aber ich 
finde keine shop der die vertreibt.....
Meint ihr man könnte einfach ne einigermaßen gute Mikrokapsel nehmen und 
die dan am Material befestigen ?

Autor: Jürgen Berger (hicom)
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Triangulationsmessung? Schau mal bei Micro-Epsilon vorbei.

Z.B.: 
http://www.micro-epsilon.de/products/displacement-...

Autor: Olaf (Gast)
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> Meint ihr man könnte einfach ne einigermaßen gute Mikrokapsel
> nehmen und die dan am Material befestigen ?

Du koenntest eine Piezoscheibe aus deiner Uhr ankleben. Und dann klebst 
du an der anderen Seite auch noch eine Masse an um das Signal zu 
vergroessern.

Olaf

Autor: mika (Gast)
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Ich glaub was gefunden zu haben....
http://www.kirchner-elektronik.com/shop/index.php?...
ich denke billiger wird man es nicht bekommen oder ?
denn mehrere von den dingern wären schon toll....

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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mika schrieb:
> ich würde gern die Schwingeigenschaften verschiedener Materialien
> messen.
Welche Eigenschaften meinst du? Interessant kann eigentlich nur die 
Frequenz sein, denn andere Werte (wie z.B. die Amplitude) hängen zu sehr 
von der Lagerung des Prüflings und vom Anschlag (Position und Härte des 
Hammers) ab. Und dann kommt noch dazu, welchen Schwingungsmode (Längs-, 
Quer-, Drehschwingung) du anregst bzw. auswerten willst. Sieh dir mal 
die Hintergründe bei der Fa. Lemmens an: http://www.grindosonic.com/en/

> Meint ihr man könnte einfach ne einigermaßen gute Mikrokapsel nehmen
> und die dan am Material befestigen ?
Das wird nicht so einfach gehen, denn so ein Mikrofon ist nicht primär 
für Körperschallaufnahme ausgelegt.
Ich habe sowas schon für die Festigkeitsmessung (E-Modul) von 
Holzlamellen gemacht. Das war die bereits angesprochene Geschichte mit 
dem Hammer (Elektromagnet) und einem ADXL-Beschleunigungssensor.

> ich find entwerder immer nur 3 Achs sensoren
Dann lass 2 Achsen weg...

> Beschleunigungssensoren müssten wohl mit dem Gegenstand eine feste
> mechanische Verbindung haben. Bei Holz usw. könnte dies das Signal
> schon dämpfen.
Das kommt auf die Größe des Prüflings (und damit das Massenverhältnis 
Prüfling/Sensor) an...

Autor: mika (Gast)
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also ich würds so machen. ich bau ein wirklich massives Gehäuse von mir 
aus mit Sand befüllt usw welches nichtmehr oder so gut wie garnicht mehr 
schwinkt. Dann kommt in das gehäuse ein lautspreche wie in einem 
geschlossenem Bandpass. eine Seite des Gehäuses lass ich offen und 
befestige dort die verschiedenen materialien. dann lass ich zb ein mls 
signal oder einzelne sinussignale auf den Lautsprecher los. Der 
beschleunigungssensor Laser etc. wird auf die Aussenseite des zu 
testenden material befestigt/gerichtet und die Schwingungen des 
Materials gemessen.

Autor: mika (Gast)
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Ha war nicht der erste mit der Idee....
hab das jetzt grad gefunden.... 
http://www.hifi-highend-selbstgebaut.de/Die-tricks...
so werd ichs wohl machen ausser jemand hat ne bessere idee

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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mika schrieb:
> dann lass ich zb ein mls signal auf den Lautsprecher los.
Was meinst du, mit welchem Wirkungsgrad ein Schallsignal z.B. in einen 
Metallklumpen oder in einen Stein einkoppelt?
Dir sind die Grundlagen zum Thema noch nicht so richtig geläufig?

Ich zitiere mich nochmal selber:
>> Sieh dir mal die Hintergründe bei der Fa. Lemmens an:
>> http://www.grindosonic.com/en/

> Der beschleunigungssensor Laser
Auf jeden Fall scheint dein Budget ausreichend groß zu sein...   :-o


EDIT
Nur mal zu Klarstellung: Was willst du eigentlich machen?

Autor: Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite
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Lothar Miller schrieb:
>> ich würde gern die Schwingeigenschaften verschiedener Materialien
>> messen.
> Welche Eigenschaften meinst du? Interessant kann eigentlich nur die
> Frequenz sein, denn andere Werte (wie z.B. die Amplitude) hängen zu sehr
> von der Lagerung des Prüflings und vom Anschlag (Position und Härte des
> Hammers) ab.

Auch die Frequenz hängt von der Lagerung, dem Querschnitt der Probe, der 
Länge der Probe, dem E-Modul... ab. Interessante Untersuchungen könntest 
du mit einem reproduzierbaren Messaufbau machen. z.B.
- gleiche Probengeometrie
- gleiche Einspannbedingungen
- gleicher Erregerort
- gleicher Messort.
In diesem Fall lassen sich recht gut die Eigenfrequenzen der 
unterschiedlichen Materialien, sowie die Eigenformen und 
Dämpfungseigenschaften bestimmen. Als Erregerquelle kommt ein kleiner 
Hammer zum Einsatz und als Beschleunigungssensor ein 
Körperschallaufnehmer.
Das geeignete Stichwort ist hier MEMS-Sensor z.B. siehe hier:
http://www.st.com/stonline/products/families/senso...
Auch piezoelektrische Sensoren sind dazu geeignet: http://www.mmf.de/
Für die ersten Untersuchungen reicht ein Freiheitsgrad aus.

Autor: Aliena (Gast)
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Auch wenns schon etwas spät ist... mein Kollege hat so ein 
Schwingungsmessungssystem gebaut (Bestimmung des dyn. E-Moduls von 
Holz). Besteht im Prinzip nur aus einem Computer mit den Messkarten und 
Programmen... die anregung erfolgt mittels Hammerschlag und gemessen wir 
mit einem Beschleunigungsaufnehmer der Fa. IDS innomic. Bei uns wird 
auch das Signal des Hammers aufgenommen um die Verfälschung durch die 
unterschiedlich starken Anschläge "rausrechnen" zu können (so wurde es 
mir zumindestens erklärt). Den Einfluss der Masse des 
Beschleunigungsaufnehmers kann man rausrechnen...

Die Holzproben werden auf Schaumstoff gelagert...

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