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Integration erfasster Messwerte



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17.05.2021, 10:48
Beitrag #1

Bubble68 Offline
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Integration erfasster Messwerte
Hallo liebe Community,

ich stehe erneut vor einer Aufgabe, welche ich mit meinem Wissen nicht lösen kann.
Ich erfasse mit meinem VI verschieden Messwerte mit Hilfe verschiedener Sensoren, hierzu gehören ein Kraftsensor und ein Laserwegesensor.
Der Kraftsensor nimmt eine Reibkraft auf, welche von einer Kolbenstange auf zwei Dichtungsringe ausgeübt wird.
Der von der Kolbenstange zurückgelegte Weg wird vom Laserwegesensor erfasst.
Ich würde gerne die Reibarbeit errechnen, hierzu muss ich die Kraft über den Weg integrieren.
Wie kann ich dies in Labview programmieren?

Dabei gibt es eine Besonderheit, welche ich außerdem korrigieren muss:
Der Kraftsensor misst über die gesamte Kolbenstangenlänge Richtungsabhängig die Kraft.
Der Wegesensor misst jedoch nur über die halbe Kolbenlänge, d.h. der Wechsel der Vorzeichen tritt zu einem anderen Zeitpunkt auf, als beim Kraftsensor.

Habt ihr eine Idee, wie ich dies korrigieren kann?
Denn aktuell bekomm ich folgende Konstellationen Vorzeichen für die Werte:

Kraft/Weg: +/+ +/- -/-
Die Variante mit Kraft + und Weg - tritt aktuell nicht auf.

Ich bin euch für eure Hilfe sehr dankbar.

Liebe Grüße

Bubble68


Angehängte Datei(en)
18.0 .vi  Messprogramm - Prüfstand.vi (Größe: 440,95 KB / Downloads: 71)

18.0 .ctl  StartStop.ctl (Größe: 4,15 KB / Downloads: 67)
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17.05.2021, 11:15 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 17.05.2021 11:25 von GerdW.)
Beitrag #2

GerdW Offline
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RE: Integration erfasster Messwerte
Hallo Bubble,

Zitat:Ich erfasse mit meinem VI verschieden Messwerte mit Hilfe verschiedener Sensoren, hierzu gehören ein Kraftsensor und ein Laserwegesensor.
Mich wundert, dass dieses VI überhaupt eine Messung erlaubt…
Voller Rube-Goldbergs und anderer fragwürdiger Konstruktionen!

Zitat:Ich würde gerne die Reibarbeit errechnen, hierzu muss ich die Kraft über den Weg integrieren.
Wie kann ich dies in Labview programmieren?
Einfach eine FOR-Loop, die über die Kraft-Weg-Samples deine Integrationsrechnung ausführt? Irgendwas in der Art von "Summe über dF*ds"!?

Zitat:Dabei gibt es eine Besonderheit, welche ich außerdem korrigieren muss:
Der Kraftsensor misst über die gesamte Kolbenstangenlänge Richtungsabhängig die Kraft.
Der Wegesensor misst jedoch nur über die halbe Kolbenlänge, d.h. der Wechsel der Vorzeichen tritt zu einem anderen Zeitpunkt auf, als beim Kraftsensor.
Der Wegsensor misst nur die Hälfte des Weges? Und was wird in der anderen Hälfte gemessen?
Was willst du "korrigieren", wenn der Wegsensor keine (zuverlässigen) Messwerte liefert? Hmm

Empfehlung:
Dein VI erstmal aufräumen, das hilft ungemein beim Verständnis deines Codes!
Dazu z.B. in der Messschleife auf die ExpressVIs (SplitSignal, MergeSignal) unbedingt verzichten!
Beispiel:
   

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17.05.2021, 12:15
Beitrag #3

Bubble68 Offline
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RE: Integration erfasster Messwerte
Hallo GerdW,

vielen Dank für die schnelle und Hilfreiche Antwort.
Es tut mir leid, ich habe mich etwas falsch ausgedrückt.
Die Kolbenstange oszilliert über einen Gesamtweg von 8mm.
Der Kraftsensor misst in positiver X-Richtung von Amplitude zu Amplitude (8mm) eine positive Kraft. In negativer X-Richtung erhalte ich negative Kraftwerte über den gesamten Weg.
Der Wegsensor hat seine Nullposition in der Ruhelage bei 0. Das heißt im Bereich 0mm bis 4mm erhalte ich unabhängig von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange positive Werte, im Bereich von 0mm bis -4mm erhalte ich negative Werte, ebenfalls unabhängig von der Bewegungsrichtung.

Dies verfälscht mir die Ergebnisse, da die Vorzeichen nicht immer passen. Ich erhalte durch die Rechenoperation mehr positive Werte als negative, was auf die Vorzeichen zurückzuführen ist.

Wie kann ich dies beheben?

Liebe Grüße

Bubble


(17.05.2021 11:15 )GerdW schrieb:  Hallo Bubble,

Zitat:Ich erfasse mit meinem VI verschieden Messwerte mit Hilfe verschiedener Sensoren, hierzu gehören ein Kraftsensor und ein Laserwegesensor.
Mich wundert, dass dieses VI überhaupt eine Messung erlaubt…
Voller Rube-Goldbergs und anderer fragwürdiger Konstruktionen!

Zitat:Ich würde gerne die Reibarbeit errechnen, hierzu muss ich die Kraft über den Weg integrieren.
Wie kann ich dies in Labview programmieren?
Einfach eine FOR-Loop, die über die Kraft-Weg-Samples deine Integrationsrechnung ausführt? Irgendwas in der Art von "Summe über dF*ds"!?

Zitat:Dabei gibt es eine Besonderheit, welche ich außerdem korrigieren muss:
Der Kraftsensor misst über die gesamte Kolbenstangenlänge Richtungsabhängig die Kraft.
Der Wegesensor misst jedoch nur über die halbe Kolbenlänge, d.h. der Wechsel der Vorzeichen tritt zu einem anderen Zeitpunkt auf, als beim Kraftsensor.
Der Wegsensor misst nur die Hälfte des Weges? Und was wird in der anderen Hälfte gemessen?
Was willst du "korrigieren", wenn der Wegsensor keine (zuverlässigen) Messwerte liefert? Hmm

Empfehlung:
Dein VI erstmal aufräumen, das hilft ungemein beim Verständnis deines Codes!
Dazu z.B. in der Messschleife auf die ExpressVIs (SplitSignal, MergeSignal) unbedingt verzichten!
Beispiel:
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17.05.2021, 12:21 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 17.05.2021 12:22 von GerdW.)
Beitrag #4

GerdW Offline
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RE: Integration erfasster Messwerte
Hallo Bubble,

Zitat:Der Kraftsensor misst in positiver X-Richtung von Amplitude zu Amplitude (8mm) eine positive Kraft. In negativer X-Richtung erhalte ich negative Kraftwerte über den gesamten Weg.
Der Wegsensor hat seine Nullposition in der Ruhelage bei 0. Das heißt im Bereich 0mm bis 4mm erhalte ich unabhängig von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange positive Werte, im Bereich von 0mm bis -4mm erhalte ich negative Werte, ebenfalls unabhängig von der Bewegungsrichtung.
Was passiert, wenn du zum Wegsignal einfach einen Offset von 4mm addierst? Dann hast du immer positive Werte für den Weg, von 0…8mm… Big Grin
(Anders ausgedrückt: du verschiebst einfach rechnerisch die Ruhelage…)

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17.05.2021, 12:31 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 17.05.2021 12:31 von Bubble68.)
Beitrag #5

Bubble68 Offline
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RE: Integration erfasster Messwerte
Hallo GerdW,

das funktioniert so leider nicht.
Da ich einen Antrieb verwende, der bei verschiedenen Frequenzen unterschiedlich große Amplituden hat.
Das heißt ich müsste die genaue Amplitude für jede eingestellte Frequenz verwenden.
Ich glaube, dass ich eine Art "Indizierung" brauche.
Diese Indizierung müsste, abhängig von einer anderen Größe, den Messwert des Wegesensors mit 1 oder -1 multiplizieren.
Wie genau ich das realisieren kann... keine Ahnung Huh

Liebe Grüße

(17.05.2021 12:21 )GerdW schrieb:  Hallo Bubble,

Zitat:Der Kraftsensor misst in positiver X-Richtung von Amplitude zu Amplitude (8mm) eine positive Kraft. In negativer X-Richtung erhalte ich negative Kraftwerte über den gesamten Weg.
Der Wegsensor hat seine Nullposition in der Ruhelage bei 0. Das heißt im Bereich 0mm bis 4mm erhalte ich unabhängig von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange positive Werte, im Bereich von 0mm bis -4mm erhalte ich negative Werte, ebenfalls unabhängig von der Bewegungsrichtung.
Was passiert, wenn du zum Wegsignal einfach einen Offset von 4mm addierst? Dann hast du immer positive Werte für den Weg, von 0…8mm… Big Grin
(Anders ausgedrückt: du verschiebst einfach rechnerisch die Ruhelage…)
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17.05.2021, 12:37 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 17.05.2021 12:52 von GerdW.)
Beitrag #6

GerdW Offline
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RE: Integration erfasster Messwerte
Hallo Bubble,

Zitat:das funktioniert so leider nicht.
Da ich einen Antrieb verwende, der bei verschiedenen Frequenzen unterschiedlich große Amplituden hat.
Das heißt ich müsste die genaue Amplitude für jede eingestellte Frequenz verwenden.
Ich glaube, dass ich eine Art "Indizierung" brauche.
Diese Indizierung müsste, abhängig von einer anderen Größe, den Messwert des Wegesensors mit 1 oder -1 multiplizieren.
Schön, dass du dein Problem so kleckerweise immer detaillierter beschreibst…

Du weißt doch (bzw. kannst sehr einfach bestimmen), wann das Kraftsignal sein Vorzeichen ändert: du kannst also deine Waveforms an genau dieser Stelle "auftrennen" und dann über den jeweiligen Hub integrieren. Und das Wegsignal kannst du nach diesem "Auftrennen" ebenso vorzeichen- oder offset-korrigieren!

Beispiel:
   

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