Hysteresmätning i joystick

Under utvecklingsabetet för en joystick som manövrerade hydrauliken på en större maskin uppstod frågan om hysteresen i spaken. Frågan var flerdelad:
Hysters kunde vara:
  • Vinkel / handkraft-hysters, dvs vara ett mått på den kraft som operatören upplever för att vrida jousticken en viss vinkel.
  • Vinkel / hydraulikrespons hysters, dvs hur stor hysteres som finns mellan spakvinkel och det arbete som hydrauliken uträttade.
  • Handkraft / hydraulikresponshysteres dvs hystersen mellan den kraft som operatören använder på spaken och det arbete hydrauliken uträttade.
Mättekniskt är det inte svårt att kontrollera och dokumentera, men det var inte helt enkelt att få bort tyckandet hos de testoperatörer som skulle testa tusentals enheter per år. Ett mätetal är alltid lättare att hantera så efter lite övertalning togs det fram en testmetod som kunde användas för att screena de producerade enheterna.
Principen för hysters och kraftmätningarna är enkel och även om jag bara har med ett steg i processen så är det inte svårare att få med parametrar från andra delar av hydraulmaskinen.

Hysteresmätning i joystick
Uppmätniing av spakvinkel vs. spakkraft.
Hysters2.pngHysters1.pngFunktionen var som i skissen till vänster, Kraft och vinkel skulle mätas och loggas.
Just i den mätning jag syftar på användes en XY-skrivare, men det kunde lika gärna ha varit en datalogger.











Anledningen till att jag valde just detta mätfallet var att den kraftgivare som användes förfärdigades med hjälp av en töjningsgivare, visserligen för 15 år sedan, men trots att den är lite tilltuffsad fungerar den fortfarande. Vinkelgivaren var en vanlig potentiometer och hela upplägget var QDS*.

ttg.jpgkraftgivare.jpgBygel är tillverkad av fjäderstål och i bågen sitter en töjningsgivare. Töjningsgivaren är av fabrikat HBM, men det kunde lika gärna ha varit tillverkad avKyowa eller någon annan.
Mätlängden är 6mm och givaren har en nominell resistans på 120 Ohm.





Kraftgivaren och applikationsnoten är lätt omarbetade.
R00344.pdf  Kraftgivare
R00345.pdf Kopplingsschema för töjningsgivaren
AN00201.pdf Applikationsnot

I dokumentationen till utrustning som du skapar kan det vara en god ide att skapa enkla applikationsnötter, det brukar underlätta samarbetet kolleger emellan. Här har jag tagit med den not som var var tillämplig här, men naturligtvis har kraftgivaren även använts till annat.
Som framgår av PDF:erna användes en vanlig potentiometer. Bryggförstärkaren byggde jag samman med en LT1101 som var ganska ny på den tiden. Förstärkaren står sig än i dag, men jag måste renrita schemat först.


*QDS = Quick and Dirty Solution, dvs snabbt hopkommet med delar från skrotlådan för att lösa ett akut problem. -nå, jag gav mig tid att dokumentera, det brukar vara en bra praxis.