Een meetopstelling voor het bepalen van het dynamisch gedrag van piano- en vleugelmechanieken.

         Introductie.

          Figuur 1 toont een vereenvoudigd schema van de meetopstelling.

          Figuur 2 toont een foto van de meetopstelling.

Figuur 1.

  1. Hefboom draaibaar bij kogellagers 7.
  2. Valbegrenzer.
  3. Vrijgeef mechanisme.
  4. Gewicht.
  5. Steun.
  6. Grondplaat.
  7. Kogellagers.
  8. Verbreekcontact.
  9. Maakcontact.

Op de grondplaat 6 is een steun 5 gemonteerd. Door middel van twee kogellagers 7 is een aluminium hefboom 1 draaibaar verbonden met steun 5. Ongeveer halverwege de hefboom 1 is een gewicht 4 aangebracht van ongeveer 0,4 kg. De lengte van hefboom 1 is ongeveer 50 cm. en het gewicht is ca. 0,1 kg. De hefboom 1 wordt vastgehouden in de startpositie door het vrijgeefmechanisme 3.

Op hefboom 1 zijn twee contacten aangebracht: een verbreekcontact 8 met aansluitingen A en B en een maakcontact 9 met aansluitingen C en D. Het vrijgeefmechanisme 3 wordt gevormd door een pen die kan worden weggetrokken onder hefboom 1 door het bekrachtigen van een spoel met een elektrische impuls.

Bij het begin van de meting moet het uiteinde van hefboom 1 rusten op het uiteinde van de te meten toets.

De aansluitingen A en B van contact 8 en de aansluitingen C en D van contact 9 zijn via een elektronisch circuit verbonden met een elektronisch tijdmeetapparaat, wat in staat is om tijden te meten van 5000 100000 microseconden. Wanneer het vrijgeefmechanisme wordt geactiveerd gebeurt het volgende:

  1. De zwaartekracht trekt hefboom 1 plus het eind van de toets naar beneden en tegelijkertijd:
  2. Het contact 8 opent waardoor A en B worden verbroken en de tijdmeting wordt gestart.
  3. Wanneer het uiteinde van de toets ongeveer 5 mm. naar beneden is sluit contact 9 en stopt de tijdmeting.

Is de valtijd en valafstand bekend, dan kan de vereiste kracht Fd om de toets in een bepaalde tijd td in te drukken berekend worden met de volgende formule:

 In deze formule is:

 Er is een software programma ontwikkeld wat nadat het statisch neergewicht en de gemeten valtijd zin ingevoerd, voor een aantal indruktijden de vereiste dynamische kracht berekent. (Zie tabel 1 en 2)

Figuur 2.

Meetresultaten.

Met behulp van de in punt 2 beschreven meetopstelling is een aantal vleugels van bekende merken gemeten. In tabel 1 zijn de meetresultaten van een vleugel van een bekend merk vermeld.

 

h

Toets 1

Toets 2

Toets 49

Toets 50

Toets 88

Toets 87

Indruk-

Wit

Zwart

Wit

Zwart

Wit

Zwart

tijd

Kracht

Kracht

Kracht

Kracht

Kracht

Kracht

msec.

grf.

grf.

grf.

grf.

grf.

grf.

10

9423,93

10526,84

6119,96

8432,05

4857,68

4897,24

20

2394,98

2670,71

1566,74

2144,76

1250,42

1260,31

40

637,75

706,68

428,44

572,94

348,61

351,08

80

198,44

215,67

143,86

179,99

123,15

123,77

160

88,61

92,92

72,71

81,75

66,79

66,94

320

61,15

62,23

54,93

57,19

52,70

52,74

640

54,29

54,56

50,48

51,05

49,17

49,18

1280

52,57

52,64

49,37

49,51

48,29

48,30

Tabel 1.

Uit deze tabel blijkt dat de vereiste dynamische kracht maximaal is in de bas en geleidelijk afneemt in de richting van de diskant. Een tweede verschijnsel is, dat de vereiste dynamische kracht van de zwarte toetsen hoger is dan de vereiste dynamische kracht van de naastgelegen witte toetsen,

ondanks dat de statische neerwaartse krachten gelijk waren. Dit was ook het geval in al de onderzochte vleugels met uitzondering van een merk.In tabel 2 worden de meetresultaten weergegeven van een vleugel voorzien van een MBA (Magnetic Balanced Action)

 

Indruk-

tijd

                      192 cm vleugel met MBA

         Toets 1 (wit)

        Toets 2 (zwart)

Min.

Nom.

Max.

Min.

Nom.

Max.

Kracht

Kracht

Kracht

Kracht

Kracht

Kracht

msec

grf

grf

grf

grf

grf

grf

10

7916,47

9575,95

9803,35

7851,27

9079,99

10366,96

20

2010,62

2432,99

2493,59

1994,32

2309,00

2634,49

40

534,15

647,25

666,15

530,08

616,25

701,37

80

165,04

200,81

209,29

164,02

193,06

218,09

160

72,76

89,20

95,07

72,50

87,27

97,27

320

49,69

61,30

66,52

49,63

60,82

67,07

640

43,92

54,33

59,38

43,91

54,20

59,52

1280

42,48

52,58

57,59

42,48

52,55

57,63

hh

h

              Toets 1 (wit)

           Toets 2(zwart)

Indruk-

tijd

Min.

Nom.

Max.

Min.

Nom.

Max.

Kracht

Kracht

Kracht

Kracht

Kracht

Kracht

msec.

%

%

%

%

%

%

10

-17,33

0,00

2,37

-13,53

0,00

14,17

20

-17,36

0,00

2,49

-13,63

0,00

14,10

40

-17,47

0,00

2,92

-13,98

0,00

13,81

80

-17,81

0,00

4,22

-15,04

0,00

12,97

160

-18,43

0,00

6,58

-16,91

0,00

11,47

320

-18,94

0,00

8,51

-18,40

0,00

10,28

640

-19,15

0,00

9,30

-19,00

0,00

9,80

1280

-19,21

0,00

9,53

-19,17

0,00

9,66

Tabel 2.

In het bovenste deel van tabel 2 worden de meetresultaten vermeld van toets 1 en 2 ingesteld voor minimum, nominaal en maximaal speelgewicht. In het onderste deel van tabel 2 worden de meetresultaten gepresenteerd in percentages ten opzichte van de nominale instelling.

Uit deze meetresultaten blijkt dat niet alleen het statisch neergewicht verandert wanneer de toetsen zijn ingesteld op minimaal of maximaal speelgewicht, maar ook het dynamisch speelgewicht.

Slotopmerkingen.

Zoals te zien is op de foto van de meetopstelling, is de meetopstelling een proefmodel. Voor het meten van de tijd werd een Philips frequentieteller PM 6603 gebruikt. Het is mogelijk om een meetapparaat te bouwen wat een intern elektronisch tijdmetingscircuit bevat.

[[BACK HOME]