...inerente al campo orologiero.

[carlo]

Mentre sul pendolo siamo costretti a fermarlo ruotare la vite e rilanciare il pendolo che non assume rapidamente lo stesso "moto" ma bisogna attendere diversi minuti che si sia stabilizzato. Qui vorrei che Carlo confortasse questa mia affermazione che ripeto è un esperienza di quando lavoravo sui pendoli da industria. .

Più che corretto...anzi , il solo fermare il pendolo e poi rimetterlo in movimento è ragione di disturbo alla capacità di un pendolo di tenere un tempo corretto. E questo è stato rilevato per osservazione.
Nei regolatori di precisione, piuttosto che correggere l'altezza della lente mediante la vite posta al di sotto di essa, si preferiscer aggiungere o togliere dei micropesetti ( senza MAI fermare il pendolo) posti in un apposito piattello collocato a metà della lunghezza dell'asta. E ciò al fine di variare la posizione del baricentro del pendolo in questione.

Stando così le cose ritengo inutile spaccare il capello in 4 per misurare una sola oscillazione ma andare tranquillamente su 5 o 10 o 20 magari secondo la lunghezza del pendolo stesso.
Saluti a tutti, attendo l'opinione di Carlo.

le sfide sono eccitanti quando sono "mission impossible"---altrimenti il tutto diventa routine...
Faccio presto io a parlare quando sono gli altri che devono risolvere i problemi....
Vedete voi tecnici quello che è ragionevole poter fare.

Cordialità.
Carlo

[danilob]

Ciao Mauro,
Al commento di Carlo, aggiungo mie considerazioni sul tuo ultimo messaggio.
Non importa se la vite di regolazione in basso (eventualmente utilizzata per il rilevamento) cambia per ogni pendolo: lo strumento rileverà il passaggio solamente quando la vite taglia il fascio da “luce a buio” e non anche viceversa. Inoltre, in questo caso, con un divisore per 2, verrà eliminato il “passaggio di ritorno” (che sarà sempre da “luce a buio”) . Così facendo la misura risulta indipendente dalla forma della vite e misurerà il tempo dell'intero periodo del pendolo.
Il problema è proprio dovuto (all'eventuale) incertezza nel rilevamento del passaggio “luce buio”.
I ritardi costanti, invece, sono ininfluenti: un ritardo, per la partenza del conteggio, sarà perfettamente compensato dallo stesso ritardo per la fine del conteggio. Ripeto, il problema sta tutto nel minimizzare l'incertezza nel rilevamento del passaggio del pendolo.
Tagliare un capello in 4, in maniera affidabile e ripetibile, quando lo si riesce a fare senza “sforzi immani”, non mi spaventa affatto....
Ovviamente la precisione ottenibile potrà essere valutata a priori con il metodo “teorico & pratico” senza imbarcarsi subito in una realizzazione comunque complessa.
Per “valutare” l'incertezza di rilevamento, ho pensato sempre alla slitta con avanzamento micrometrico del tornietto e con anche una lamina a rampa (che taglia il fascio) che “amplificherà” la risoluzione.
Ovviamente si suppone la slitta del tornietto senza scostamenti trasversali.... e sono importanti solamente valori di posizione relativi tra una misura e l'altra (non valori assoluti della misura).
Saluti.

[danilob]

Aggiornamento PendolTest.
Per la visualizzazione del tempo misurato, penserei di utilizzare un integrato che gestisce fino a 4 cifre.
Per visualizzare un tempo massimo (del singolo periodo del pendolo) di 9,999999 secondi (praticamente 10 secondi) sono sufficienti 7 cifre.
Sono comunque necessari due integrati che gestiscono 4 cifre ciascuno, posti in cascata.
Con 8 cifre si può visualizzare un tempo massimo di 99,999999 secondi (praticamente 100 secondi).
Con 100 secondi di tempo massimo, diventa attuabile una visualizzazione di 10 periodi completi del pendolo (con singolo periodo del pendolo inferiore a 10 secondi, che non dovrebbe essere un problema).
In pratica il PendolTest disporrebbe di 2 deviatori per 4 combinazioni:
Misura del singolo periodo con 1 solo passaggio per ogni periodo.
Misura del singolo periodo con 2 passaggi per ogni periodo (vite sotto la lente del pendolo).
Somma dei tempi di 10 misure con 1 solo passaggio per ogni periodo.
Somma dei tempi di 10 misure con 2 passaggi per ogni periodo.

Volendo, sarebbe anche possibile (con un ulteriore divisore per 10) visualizzare la somma di 100 periodi, ma, in questo caso, il tempo del singolo periodo del pendolo dovrebbe essere inferiore ad un secondo (altrimenti il visualizzatore andrebbe in “overflow”).
Carlo, o chiunque lo voglia, che ne dite?

Saluti.

[carlo]

Volendo, sarebbe anche possibile (con un ulteriore divisore per 10) visualizzare la somma di 100 periodi, ma, in questo caso, il tempo del singolo periodo del pendolo dovrebbeessere inferiore ad un secondo (altrimenti il visualizzatore andrebbe in “overflow”).
Carlo, o chiunque lo voglia, che ne dite?

Saluti.

Espongo le mie richieste, all'oscuro dei problemi inerenti.

Come ho detto, sarebbe bello utilizzare il PendolTest con i regolatori da 1 secondo e quindi ( e qui mi scuso per l'ennesima volta per la mia ignoranza) sarebbe importante poter pensare a rilevazioni che sono anche superiori al secondo ( quelle naturalmente in fase di test, non di un pendolo che abbia una alternanza di una durata maggiore al secondo).

Cordialità.
Carlo

[danilob]

Ciao Carlo,
a) con le 8 cifre previste, potranno essere misurati periodi del pendolo compresi tra 0 e 100 secondi: misura dell'oscillazione singola. (Saranno visualizzati, in successione, i tempi dei singoli periodi).
b) Con le 8 cifre previste, potranno essere misurati periodi del pendolo compresi tra 0 e 10secondi: misura di 10 oscillazioni. (Sarà visualizzata, in successione, la somma dei tempi di 10 periodi).
c) Con le 8 cifre previste, potranno essere misurati periodi del pendolo compresi tra 0 e 1 secondo: misura di 100 oscillazioni. (Sarà visualizzata, in successione, la somma dei tempi di 100 periodi).

Detto in altro modo: Solo nel caso c) (e con l'aggiunta di un ulteriore divisore per 10) vi sarà la limitazione del periodo del pendolo </= 1 secondo.

Sempre mantenendo le 8 cifre, e lasciando inalterate le possibilità a) e b) si potrebbe prevedere un divisore per 5 (anziché uno per 10). In questo caso si avrebbe:
d) Con le 8 cifre previste, potranno essere misurati periodi del pendolo compresi tra 0 e 2 secondi: misura di 50 oscillazioni. (Sarà visualizzata, in successione, la somma dei tempi di 50 periodi).

Mentre nel caso c) (misura di 100 oscillazioni) basta dividere il tempo visualizzato per 100 e si ottiene il tempo medio di ogni periodo, nel caso d) è necessario dividere il tempo visualizzato per 50 e si ottiene il tempo medio di ogni periodo. La divisione per 50 è meno “comoda & immediata” di quella per 100.

A disposizione per eventuali dubbi.

Saluti.

[carlo]

provo a commentare con le mie parole

Penso che le soluzioni 1 e 2 siano quelle dentro i nostri scopi ( anche se sarà pressoche impossibile imbattersi in periodi sopra i 3 secondi )
Sarebbe anche interessante poter disporre di uno switch per poter passare da un sistema all'altro che , se ho capito bene, varrebbero in buona sintesi :
1) misura del tempo di una singola oscillazione di qualunque (ragionevole) durata
2) misura di 10 oscillazioni ( arrivato alla decima il conteggio si arresta automaticamente) di qualunque (ragionevole)durata, ed a seguire facile calcolo del vaolre di una oscillazione.

Cordialità.
Carlo

[danilob]

Con le indicazioni fino ad ora raccolte, riassumerei così.
Sul pannello frontale del PendolTest vi saranno:
a) 8 cifre rosse (display a LED a 7 segmenti) con il punto dopo le prime due cifre più significative (decine di secondi – secondi – punto decimale – altre 6 cifre per le frazioni di secondo).
b) Switch a slitta a due posizioni per la scelta tra “un taglio del fascio I.R.” per ogni periodo del pendolo oppure “due tagli del fascio I.R.” per ogni periodo del pendolo.
c) Altro switch a slitta a due posizioni per la scelta tra “visualizza la durata di un solo periodo” oppure “visualizza la durata di 10 periodi”.

I due switch b) e c) sono indipendenti tra loro così da avere 4 possibili scelte indipendenti. Le letture si aggiornano ogni singola oscillazione oppure ogni 10 oscillazioni (in dipendenza dalla posizione dello switch c)).

d) Una presa per un cavetto proveniente dal “captatore movimento pendolo”.

e) A lato vi sarà anche una “presa power jack” per l'alimentazione a bassa tensione.

L'alimentazione a bassa tensione sarà fornita, tramite opportuno cavetto e “spina power jack”, da un alimentatore da parete che sarà inserito in una presa di rete a 220...230 Vac.

Non mi viene in mente altro.

Saluti.

[scali]

Saluti a tutti,
stavo pensando che potrebbe essere comodo memorizzare le letture fatte da Pendol Test per periodi di tempo di 1 ora o addirittura di un giorno, in modo che dopo un ritocco della vite si possano valutare le regolazioni fatte anche se il pendolo non ha raggiunto un moto uniforme.
Mi rendo conto della complicazione e forse serve un microprocessore o un collegamento a PC o ad un registratore di dati statico.

Lascio a Carlo valutare l'utilità della cosa. Per il resto mi sembra una giusta configurazione per il Pendol Test

Mauro

[carlo]

da una semplice richiesta, fatta quasi per gioco, siamo arrivati ad uno strumentoi meravigliosamente sofisticato.

Per eliminare fili e controfili, sarebbe pensabile compattare la scatoletta e l'utilizzo di batterie...ma questo à solo un problema secondario.

A Mauro credo di poter dire che le informazioni che possiamo raccogliere non sono mai troppe, ma penso che i suoi suggerimenti vadano oltre la possibilità di poter realizzare uno strumento che sia facilmente replicabile da tutti...almeno credo.

Cordialità.
Carlo

[danilob]

Ciao Mauro,
per quello che proponi, come hai detto, è necessaria un'interfaccia verso il PC ed un software dedicato per presentare i dati raccolti in periodi di tempo anche lunghissimi.
Però io sono un progettista “analogico hardweraio” e sarebbe invece necessario un “softweraio”.
Questo non significa che non possa essere fatto da qualcun altro: il segnale ad 1 MHz (Clock di precisione di riferimento) + i segnali di Latch Enable e Reset (tutti segnali logici a 5V bufferizzati) potranno essere prelevati ed ulteriormente elaborati.

Ciao Carlo,
il PendolTest, con il display a LED a 7 segmenti, stimo che assorbirà 0.5 A....1.0 A a 5 V di alimentazione. Per la rete a 230 Vac è insignificante, ma per le batterie (non ricaricabili o ricaricabili) è un consumo elevato. Il problema potrebbe risolversi utilizzando un display a cristalli liquidi gestito appositamente da altri integrati che sono diversi da quelli per l'indirizzamento dei display a LED.
Con l'alimentazione a batterie sarebbe comunque necessario mantenere il cavetto del captatore. Il cavetto di alimentazione, che si vorrebbe eliminare, ha invece il vantaggio di evitare batterie di qualsiasi tipo (ricaricabili e non ricaricabili) che molto spesso, quando servono, sono sempre scariche.
Inoltre, i singoli “numeri” rossi (14 mm x 8 mm) si vedono meglio.
Saluti.

[carlo]

...alimentazione in linea....

Cordialità.
Carlo

[danilob]

Aggiornamento: Preoccupazione immotivata.

Ieri è arrivato il rilevatore I.R.
Ho così potuto valutare l’imprecisione nel rilevamento della posizione del pendolo dovuta al Photologic Slotted Optical Switch OPB910W55Z.

Il mandrino del tornio è utilizzato solamente per sostenere il rilevatore.
La slitta del tornietto non ha giochi trasversali avvertibili.
La lamina, inclinata di 22.5° rispetto all’orizzontale, intercetta il fascio I.R. e “moltiplica” per 4 la risoluzione. L’avanzamento della slitta ha la minima divisione di 0.025 mm che “diventa teoricamente” 0.00635 mm.

Con un avanzamento della slitta più lento & uniforme possibile, mi fermavo quando la traccia dell’oscilloscopio faceva la transizione dall’alto in basso. Dopo di ché riportavo indietro la slitta per una successiva misura. L’OPB910 ha l’uscita di tipo Buffer Totem-Pole a Trigger di Schmitt.

In parecchie misure eseguite, la commutazione è sempre avvenuta esattamente nello stesso punto, come dire con un’incertezza della transizione “non misurabile” dal “pur primitivo” test di misura adottato.

In sintesi, in relazione a quanto sopra riportato, l’incertezza nel rilevamento della posizione del pendolo, dovuta al rilevatore I.R., sembrerebbe essere trascurabile.

Saluti.

[carlo]

In sintesi, in relazione a quanto sopra riportato, l’incertezza nel rilevamento della posizione del pendolo, dovuta al rilevatore I.R., sembrerebbe essere trascurabile.

Saluti.

Non è una puntualizzazione, ma solo il piacere di chiacchierare : niente, assolutamente niente in orologeria è trascurabile, al massimo accettabile oppure costretti ad accettarlo....

Cordialità.
carlo

[danilob]

...anche per me solo per il piacere di chiacchierare: “ l'errore accettabile oppure costretti ad accettarlo” non necessariamente comporta sempre una “riduzione prestazionale”.........
In tutto quello che è umano (mi guardo bene dal disquisire sul soprannaturale), la precisione assoluta non esiste, ma, molto spesso, non è neppure necessaria.
Se avessimo un orologio che ha una precisione “intrinseca” di +/- 10 secondi al mese e volessimo “aggiustare” la precisione al massimo possibile, confrontandolo con un orologio “campione”, sarebbe già sufficiente che l'orologio campione avesse una precisione intrinseca di +/- 1 secondo al mese. Utilizzare un orologio atomico con una precisione intrinseca di +/- 1 secondo ogni 300000 anni, non migliorerebbe in maniera apprezzabile la precisione ottenibile dall'orologio in prova.
Riguardo il captatore I.R. avevo specificato che con il “primitivo” test di misura, che avevo adottato, l'incertezza era “non misurabile” e avevo sintetizzato dicendo che l'incertezza “sembrerebbe essere trascurabile”.
Per carattere e formazione tendo sempre a cercare il meglio senza esasperazione.

Saluti.

[danilob]

PendolTest: aggiornamento …teorico.

Riporto una trattazione teorica “semplificata” relativa alle problematiche che derivano dal captatore di posizione del pendolo.



Qualsiasi sia la misura che si vuole effettuare, vale sempre la pena minimizzare, per quanto possibile, gli inevitabili errori.

Il rilevatore di passaggio del pendolo (del nostro PendolTest) avrà, forzatamente un’ “incertezza” del punto di rilevamento.

Come sappiamo, in ogni periodo, il pendolo si “ferma” due volte. La velocità massima sarà raggiunta quando il pendolo è verticale.

Per minimizzare l’errore di posizione, dovuto all’incertezza del rilevamento, conviene posizionare il captatore dove la velocità istantanea del pendolo è massima.

Con buona approssimazione, l’errore è proporzionale all’inverso della velocità. Nell’ipotetico pendolo della mia trattazione, l’errore, con il captatore posizionato a 5 mm (Punto X) dal punto di massima elongazione (Punto B), diventa 1.7 volte (0.143/0.0859) quello che si ha con lo stesso captatore posizionato dove il pendolo ha la sua massima velocità istantanea (Punto A).

Nella … “trattazione”, la velocità istantanea nel Punto X1 è di 0.043 m/sec. L’errore, con il captatore posizionato in questo punto, sarebbe 3.3 volte (0.143/0.0430) quello che si ha con lo stesso captatore posizionato dove il pendolo ha la sua massima velocità istantanea (Punto A).

Attenzione però, in questa condizione (Punto X1), il captatore risulterebbe posizionato 2.5 mm distante dal punto di massima elongazione e l’errore risulta più elevato perché la velocità istantanea è più bassa.

Ricalcolando la velocità istantanea a 15 cm dal fulcro (cioè a “mezzo pendolo”) ed a 5 mm dalla massima elongazione, si ottiene:

Vx1 (5mm) = 0.0572 m/sec che comporta un errore di 2.5 volte (0.143/0.0572) quello che si ha con lo stesso captatore posizionato dove il pendolo ha la sua massima velocità istantanea (Punto A).

Riassumendo.

Per qualsiasi pendolo (per la …”trattazione” sono, circa, ricorso alle misure del “pendolo della mia pendola”….) conviene, per quanto possibile, “sistemare” il captatore più distante possibile dal fulcro del pendolo e, possibilmente, dove la velocità istantanea è maggiore.

Il captatore, che rileva il passaggio di un’asta (del pendolo) piuttosto larga, non andrà fissato sulla verticale, ma in un punto che intercetta l’asta quando essa è (circa) verticale.

A disposizione per commenti & obiezioni.

Saluti.

[carlo]

Gentile Danilo,
ho letto con entusiasmante interesse il tuo ultimo messaggio.

Non trovo il valore di alfa
Nel calcolo di V_x la radice quadra di 2 x 9.81 x .3 dovrebbe essere eguale a 2.2360 ed il successivo valore dell'espressione contenuto dentro alla parentesi quadra non dovrebbe essere in grado di modificare così consistentemente il risultato del calcolo di V_x...o forse mi sbaglio.

Peraltro, a prescindere dai calcoli, quello che mi preoccupa è proprio il valore di alfa al quale tu dai una grande importanza in quando da esso dipende V che è determinante, come scrivi, per quanto riguarda l'affidabilità del PendolTest.

Nei regolatori di precisione alfa è ( o meglio, sarebbe auspicabile fosse) molto piccolo ed allora, mi chiedo, il nostro PebdolTest potrebbe svolgere egregiamente la sua funzione?

Temo (...anzi sono felicissimo) per un pò di non poter intervenire in quanto mi assento da casa: spero che durante la mia assenza la discussione e la realizzazione del Pendol Test proceda con solerzia...a pensarci bene, ne sono certo....

Cordialità.
Carlo