Всем привет!

Делаю датчик, для которого необходимо перемагничивать феррит в области насыщения намагниченности.

Информацию о намагниченности феррита “вытаскиваю” 2 способами:

1) Снимаю ЭДС индукции со вторичной обмотки и интегрирую (пока RC цепокой);
2) В небольшой надрез кольца вставил датчик Холла (из CD-ROMа).

Как я понимаю, оба эти сигнала должны быть достаточно похожи.

На практике сигналы достаточно различаются, тот, что “ЭДС”, имеет выброс одной полярности, с датчика Холла имеет несколько выбросов другой полярности в моменты, когда намагничивающее поле меняет знак.

Как думаете, все дело в измерительной схемотехнике, или есть какие-нибудь физические эффекты, которые могут привести к различию сигнала ЭДС и реальной намагниченности сердечника?

Сообщение отредактировал AndreyVN - Nov 12 2007, 11:00

Во вторичной обмотке Вы измеряете нечто пропорциональное dB/dt, а датчик Холла дает сигнал пропорциональный величине индукции а не ее производной. Это как минимум.

Сообщение отредактировал Alex255 - Nov 13 2007, 06:34

Так я же написал, что интегрирую ЭДС. (?) Помимо этого, интеграл от "выброса" должен дать ступеньку - все равно не сходится, даже при качественном анализе чистых сигналов до обработки (до интегрирования).

Я вот думаю, поле вблизи краев (я говорю о разрезе в котром сидит Холл) характер насыщения магнитопровода может отличается от намагниченности например в центре образца?

Другими словами, ЭДС это производная от полного потока поля в сечении катушки а Холл - локальное измерение, да еще вблизи границы, то есть вопрос - как "перетекает" поле в объеме образца при появлении внешнего намагничивающего поля?

Сообщение отредактировал AndreyVN - Nov 13 2007, 13:45

Картинки бы с числами...

Вам помогут программы моделирования полей.
Например, ELCUT.

Или программа FEMM на femm.berlios.de (Берлиоз - не композитор)
или http://femm.foster-miller.net/wiki/HomePage


В динамике не посмотришь, однако в статике характер насыщения сердечника прекрасно видится. Быстрее насыщается внутри кольца, еще быстрее - во внутреннем углу Ш-образного.

FEMM - по жизни бесплатный, и сетку с 32000 узлов (кому б такая понадобилась) считает довольно быстро.

Кое-что в динамике можно посмотреть микрокапом, после чего отказаться интегрировать (мгновенное значение индукции он покажет, если постараться). Потому что как в математике не выйдет.

Способ посмотреть при помощи катушки - это измерять индуктивное сопротивление ее, то есть пропустить ВЧ ток и мерить после падение напряжения, оно будет зависеть от насыщения сердечника. Если у него непрямоугольная петля. Это работает, если вы не ловите очень уж быстрые изменения.

Интегрирование RC цепочкой характеризуется постоянной времени, через которое система забывает ранее произошедшее. Это тоже надо учитывать.
"...характер насыщения магнитопровода может отличается от намагниченности.." Это как это? Насыщение, а тем более его характер, и намагниченность суть совершенно разные вещи.
Если же Вы имеете ввиду, что усредненная индукция и локальная могут отличаться, то Вы недалеки от истины. Вобщем, нужны сигналы, схема, геометрия устройства...

А вы уверены, что ДХ не пороговый?

Вот еще что в голову пришло: возможны наводки, особенно в режиме насыщения материала, на провода, подводящие ток к ДХ. Да и на провода съема сигнала с него тоже.

Были наводки, по цепи питания в цепь стабилизации токовых концов Холла, устранил с самого начала. Возможно, что-то ловит операционник, усиливающий Холл, пока полной уверенности в чистоте эксперимента нет.


Поле магнитика отрабатывает линейно. Да и сигнал, вроде, правдоподобно выглядит.


Эх,попробую на кальку с экрана осциллографа, а потом отсканить.


Да, чтобы не заморачиваться с постоянной времени, я сравниваю картинки до интегратора. А по поводу насыщения/намагниченности - коряво выразился. Имел в виду, что намагниченность будет разная в сечении образца, соответственно и насышение будет зависеть от положения в сечении. То есть, по среднему полю (ЭДС) я уже "загнал" образец в насыщение, а Холл на краях сердечника еще можно намагничивать и намагничивать.


Честно говоря, не понял. Чем метод измерения индуктивного сопротивления лучше прямого измерения ЭДС? Частоты у меня самые обычные 10-100 кГц.

вот сюда не заглядывали?
http://www.amet.ru/mpi4.html
http://www.amet.ru/mpi3.html

Дык, это не для всякого случая все же - для испытаний пойдет - условия предсказуемые, кто намагничивает и как - известно.

А по поводу индуктивного сопротивления - это я к тому, что получится прямое, без интегрирования измерение от нуля по частоте.
(хотя главная цель - не потерять ноль по намагничиванию)
Вверх вот только сильно высоко не залезешь....хотя, можно . наверное в пределах 1 мега что-то реальное получить... смотря на чем мотать тестовую катушку.
А лучше, наверное, на датчик холла ориентироваться, если по конструктиву проходит.

В общем, сам на эту тему думаю, тоже надо. Готового решения нет пока. Подобное обсуждалось на этом же форуме

http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=20960

но разговор утих

PS Хотя если на 20 мгц измерять сопротивление, то отработает с точностью не хуже 50нс, нам же надо максимум - по фронту детектор работает быстро, можно и не сглаживать... Помеха убирается фвч и вперед... пробовать надо... генератор на одном транзисторе или логике. Как вариант - генератор на этой же катушке, а смещение по частоте легко словить цифровым методом - на ждущем мультивибраторе или чем-то вроде... интересненько.... Но по амплитуде проще. Итак - генератор - измерительная катушка с выхода на нагрузку - пиковый детектор - и получите ваш фронт для переключения. Работают оба полпериода, потому не будет наглостью рассчитывать на время 50 нс при 10 мгц контрольной частоты. Если сдвинуть на 90град и ловить в два смычка, то можно и на четверть периода рассчитывать...Кстати, вторая катушка для этого не обязательна, хотя лучше ... И в этом случае превышения резкие(40% и более) будут ловиться вообще без задержки...
Из-за нелинейности диодов еще лучше получается - сумма почти как умножение. Тогда на выходе почти горизонталь без всякого фильтра... термостабильность вот только проблема, но решаемо.

Засосал сигнальчики звуковухой (PowerGraph), скинул в Excel (во вложении).

Правда, пришлось писатьт каждый сигнал по одиночке, синхронизировал выборки "руками" приблизительно так, как оба сигнала выглядят на осциллографе.


По поводу FEMM - программа хорошая, только она статику моделирует.

В общем, проблема пока осталась, пытаюсь копать в сторону теорий, описывающих динамику намагничивания. Если есть у кого инфа - дайте ссылку. Ключевые слова пока такие - микроскопическая теория намагничиваний, вязкое трение при переориентации доменов и т.п.

Ну конечно, статику в основном. А чем еще посмотреть , в какое место лучше датчик приспособить?

Вот физика процесса, которую я наблюдаю на Холле:



Спасибо ребятам, подсказали.