Форум самогонщиков Сайт Барахолка А 200 слабо?

Универсальные весы самогонщика

Форум Оборудование Автоматика
1 2 2
Андрей58 Студент Шахты 10 8
Отв.20  23 Окт. 19, 10:18
Т.е. основное техническое противоречие (по ТРИЗу) при создании такого комбайна заключается в том, что, для измерения спиртуозности и скорости отбора, нужно брать весы поменьше, а для измерения количества отобранного продукта - наоборот, побольше. Посмотрим, может быть Вам удастся как-то разрешить это противоречие. Удачи!OldBean, 22 Окт. 19, 06:23
О нет. Это противоречие неразрешимо. Как известно лучшее враг хорошего.
На мой неискушенный взгляд, грузоподъемность весов в 5 кг и 3х литровый баллон вполне удовлетворит 90% пользователей. А 10 кг - 99%.
Разрешение таких (дешевых с 1 тензодатчиком) весов 1г. На самом деле, ошибки, которые ограничивают точность делятся на две группы, одна системные ошибки гистерезис, тепловой дрейф нуля и т.п. и случайные, тепловой шум, звуковые колебания и тп. От первых избавится сложно, а от вторых долго. Производитель, для комфортного пользования весами(малой задержкой между установкой груза и отсчетом показаний), не злоупотребляет устранением второго типа ошибок. Устранение которых достигается усреднением результатов нескольких отсчетов. Причем точность измерения при таком усреднении пропорциональна корню квадратному от числа усредняемых отсчетов. А мы, этим злоупотребим, и увеличив количество отсчетов в 100 раз, увеличим точность в 10 раз, до 0.1г.. При этом увеличится время отклика на изменение веса в 100 раз, но некоторыми программными хитростями его можно уменьшить в 2-4 раза, и получить точный результат и вполне комфортную работу с такой точностью. Вес 250мл спирта отличается от веса 250мл воды на 50 грамм. На один градус крепости, если для упрощения предположить линейную зависимость, придется 0.5гр. Что позволяет измерять спиртуозность с точностью примерно 0.2%. Мерная колба 250мл 2 класса стоит 150р. и позволяет измерять объем точностью до 0.3мл., что в свою очередь соответствует точности измерения спируозности 0.6%. Т.е. проблема с измерением объема несколько острее чем как вам представляется с весами. Весы вообщето один из самых точных бытовых приборов. Если использовать мерную колбу класса А то притом же объеме можно повысить точность до 0.3%. Но ее стоимость 1500р, и легче купить 1 АСП-1 на 90-100 градусов за 300р(во всех других диапазонах такая точность и нафиг не нужна). Я не знаю ни одного винокура имеющего в арсенале 10 АСП-1 общей стоимостью 3500 рублей. И потому, со своими весами, не собираюсь с таким виртуальным винокуром конкурировать в точности измерений. Хотя в принципе, с двумя датчиками вместо Универсального, это вполне возможно.
Что касается скорости отбора. Если вы получаете по 10л, то и скорость отбора у вас не менее 1.5-2л в час, те. 5 гр. за 10 секунд и при разрешении по весу 0.1гр, разрешение по скорости составит 30-40грамм в час(2% от измеряемой величины). А нужно ли точнее.
На датчиках 1,5,10,20,40 килограмм  к датчику(болванке) приклеен один и тот же тензорезистор, и максимальный измеряемый вес определяется только жесткостью болванки. Если вам нужен датчик на 40 кг, прикрепите к обеим концам датчика на 10 кг кусок арматура для увеличения жесткости, и вуаля датчик на 100 кг.В этом нет почти никакой проблемы. Да ошибки в абсолютном выражении вырастут, но в относительном, по отношению к объему цистерны на весах, останутся прежними.
Да противоречия есть. Для измерения скорости отбора голов или точного измерения спиртуозности в малых объемах, нужно поменьше, и для промышленных объемов побольше. Но я и не заявлял такой глобальной универсальности. А для большинства винокуров любителей к коим я себя отношу, это вполне универсальное решение.


OldBean Доктор наук Красноярск 784 1208
Отв.21  23 Окт. 19, 11:58
Андрей58, думаю что, если Вы "уведете" погрешность и разрешение для 10 кг весов ниже 0.1 г, то многие вопросы (в том числе и с "комбайном") снимутся.

К сожалению, у меня на данный момент нет ни одних регистрирующих весов, чтобы проделать пару-тройку простых экспериментов, которые смогли бы расставить все галочки над й. Вместо написания букв, которые мы тут уже написали. Но у Вас такие весы есть и Вы можете провести такой эксперимент.

Суть экспримента. Берем Ваши весы. Ставим на них банку. Подвешиваем капельницу с водой (ну это - чтобы не связываться с реальным самогонным процессом :). Отрегулируем капельницу на одну каплю в несколько секунд (чем реже, тем лучше; ориентация - период капанья должен быть больше времени цифрового усреднения). Пишем профиль веса от времени с максимальным разрешением по времени и по массе. Если на профиле мы увидим ступеньки высотой не более 0.1 г, с приемлемым уровнем шумов (как по их амлитуде, так и по их ширине), значит Вы достигли цели. Если нет - значит пока нет. Это тоже хорошо - будет куда стремиться, если захочется :)
Андрей58 Студент Шахты 10 8
Отв.22  23 Окт. 19, 14:02
на одну каплю в несколько секунд (чем реже, тем лучше; ориентация - период капанья должен быть больше времени цифрового усреднения)OldBean, 23 Окт. 19, 11:58
А давайте капать раз в час!
Смотаемся на самогонном аппарате на Марс и обратно! Дадим жару Маску!
1 капля спирта весит 0.025млмл. 1 в несколько секунд 3600*0.025/несколько=18 мл/ч.Вам зачем такая скорость при вашем 10 литровом бидоне на весах?
У меня встречное предложение(Давайте дружить домами.). 2 капли в секунду, 180 мл.час нормальная скорость отбора, 10 секунд - не усреднение, а время между двумя усреднениями для вычисления скорости путем нехитрых математических действий, и в результате 180 синие цифры на черном экране. При "точности" измерения +-0,1гр, эти показания будут колебаться от 140 до 220 (а если я вздоху или как то иным образом (не удержавшись) возмущу воздушные массы рядом с весами, эти показания могут одномоментно скакануть и и до 300 Улыбающийся ). Т.е. если точность 20% на головах и 2% на теле вас не не устраивает, секундомер, мензурку, калькулятор вам в помощь. Возможно вам удастся измерить скорость с большей точностью.
Что касается "есть куда стремится", то когда делаешь что то сам, к тому моменту когда сделал начинаешь понимать что можно сделать лучше. И я несомненно еще кое что улучшу. И это будет продолжаться до тех пор пока не получится "розовая коза с желтою полосой".
OldBean Доктор наук Красноярск 784 1208
Отв.23  23 Окт. 19, 14:19, через 18 мин
Вам зачем такая скорость при вашем 10 литровом бидоне на весах?Андрей58, 23 Окт. 19, 14:02
Речь шла не о скорости отбора, а о проверке заявленной точности/чувствительности/разрешении весов (0.1 гр). Впрочем - дело хозяйское...
Андрей58 Студент Шахты 10 8
Отв.24  23 Окт. 19, 16:47
А если говорить о точности, о которой я ни разу не сказал без ковычек. А все время говорил о разрешении. То точность не превышает 10-20 грамм. И эта неточность возникает в результате температурной погрешности. Я бы даже сказал температурно-динамической, поскольку это просто искареживание тела тензодатчика из за неравномерного прогрева на 100 доли градуса. Но поскольку такие погрешности (если только не греть одну сторону тензодатчика паяльником) носят очень неспешный характер, полностью нивелируются тарированием и быстрым проведением замеров, и фактически не влияют на измерение спиртуозности и измерение скорости отбора.
Newocelot Профессор Питер 6018 1494
Отв.25  23 Окт. 19, 19:31
увеличив количество отсчетов в 100 раз, увеличим точность в 10 раз, до 0.1г.Андрей58, 23 Окт. 19, 10:18
Мужики, хоть убей не понимаю, как вы собираетесь добиться точности 0.1г от тензодатчика на 10кг.?!
Погрешность самого датчика минимум миниморум 0.05%FS, увеличение количества отсчётов, наращивание разрядности АЦП и пр. никак не изменят эту характеристику самого сенсора.
Андрей58 Студент Шахты 10 8
Отв.26  23 Окт. 19, 21:31
Как добились!Википедия:Погрешность измерения По характеру проявления:
1.Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одной и той же величины, проведенных в одних и тех же условиях. В появлении таких погрешностей не наблюдается какой-либо закономерности, они обнаруживаются при повторных измерениях одной и той же величины в виде некоторого разброса получаемых результатов. Случайные погрешности неизбежны, неустранимы и всегда присутствуют в результате измерения, однако их влияние обычно можно устранить статистической обработкой. Описание случайных погрешностей возможно только на основе теории случайных процессов и математической статистики.

Математически случайную погрешность, как правило, можно представить белым шумом: как непрерывную случайную величину, симметричную относительно нуля, независимо реализующуюся в каждом измерении (некоррелированную по времени).

Основным свойством случайной погрешности является возможность уменьшения искажения искомой величины путём усреднения данных. Уточнение оценки искомой величины при увеличении количества измерений (повторных экспериментов) означает, что среднее случайной погрешности при увеличении объёма данных стремится к 0 (закон больших чисел).
2.Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону

С первой погрешностью ясно, сделали много измерений и ее уменьшили.
Основная составляющая систематическая погрешность для тензодатчика - это тепловая погрешность. Высокоточные весы обычно представляют собой закрытую конструкцию в которую помещают и собственно весы и груз. Внутри такой конструкции поддерживается стабильная температура. Мы не можем позволить себе такой роскоши, и для критических к точности измерения пользуемся особенностью этой погрешности постепенно, равномерно, и очень медленно нарастать или убывать. Т.е. мы либо тарируем весы, убирая этим всякие погрешности на момент тарирования и быстро производим измерение (спиртуозности) за время которое недостаточно для значительного изменения температуры и тем самым добиваемся точности выше чем заявленная на тензодатчик, либо производим в короткий промежуток времени два замера и вычетаем один результат из другого и вычетая соответсвенно и саму погрешность из самой себя, поскольку за период между двумя изменеиями она не успела измениться.
buddy Доктор наук Казань 643 147
Отв.27  05 Нояб. 19, 11:29
Внутри такой конструкции поддерживается стабильная температура.Андрей58, 23 Окт. 19, 21:31

  Если влезать "механически" в конструкцию весов - и в самом деле можно, наверное, крепить тензодатчик вместе с упругим элементом на массивной медной пластине (в капсуле) для большей равномерности температурного поля и тепловой инерции + все это теплоизолировать?
  А для особо желающих термостатировать. Помнится были такие простые конструкции-схемы в "Радио" советских времен для увеличения стабильности кварцевых резонаторов. Чисто практически это было вроде очень даже оправданно. Нагревателем служил обычный транзистор, привинченный к той же пластине.
Андрей58 Студент Шахты 10 8
Отв.28  05 Нояб. 19, 14:15
Можно конечно все. Вопрос нужно ли.Я очень не опытный программер, над каждой строчкой сижу часами, и летом сидел при 35 градусах и осенью при 18.Все это время весы включены. Открывал и закрывал окна, и даже невольно постоянно наблюдал дрейф нуля. Но не разу не видел дрейфа больше +-10 грамм. Ну представьте что вы отбираете головы. Всего 200 грамм (а не 5000 тела). И за время отбора весы ушли на 10 грамм. И вы отобрали 190 грамм. А теперь перелейте эти 190 в ту измерительную посуду которой вы все время пользуетесь. Вам с большим трудом удастся отличить эти 190 от ваших 200.
Влияние на скорость отбора. Разницу веса за 10 сек (1/360 часа) умножаем на 360 чтобы привести скорость к мл/час. Предположим опять же уход 6 мл за час. Дискретность измерения 0.1 соответственно 6/0,1=60, 60 раз за час к объему "неверно" добавится по 0.1 мл, и на 1 секунду показания "неверно" увеличатся на 0,1*360=36 мл. А с учетом даже небольшого, но совершенно необходимого усреднения превратятся в 12 мл/час на 15 секунд.Нет ну стоят ли эти 12 мл/час колебания скорости отбора усложнения и удорожания конструкции в 10 раз? В конце концов можно удлинить период за который определяется разница веса с 10 до 60 секунд, и получить постоянную ошибку всего в 6 мл/час, но зато красиво. В смысле красивая и всегда постоянная цифра на дисплее. Да она и как бы точнее. Но расплата за это, 60 секундная задержка при уменьшении отбора, и соответственно трудности регулировки. Я в следующей версии обязательно сделаю возможность выбора между точным и быстрым алгоритмом.
Влияние на точность измерения спиртуозности. Ну я уже писал о том, что вместо термостата, проще использовать скорость. Если от момента тарирования до момента взвешивания меньше 60 секунд, гарантирован уход нуля не более 0,1 гр. Это ограничивает возможную ошибку при 250 мл емкости (0,1/250*0,2)*100=0,2 градуса примерно.И проблема состоит в точности измерении объема,ну и точности калибровки весов, а не в температурном дрейфе.
Я готовлю новую версию весов. Будут точнее быстрее и лучше.


Добавлено через 24дн. 2ч. 53мин.:

Опубликовал новую версию устройства. Изменен алгоритм измерения скорости отбора. Log файл. Калибровка датчиков температуры. Точность измерения спиртуозности до 0.1 %. Повышена стабильность и пр.. Смотрите на канале.