Калибровка катушек Опции

[Arthur_Sh]

Всем привет. Занялся разработкой системы электромагнитного позиционирования. Железо сделал, софт написал. И тут стал вопрос стабильности измерения магнитного поля.
на картинке:
ось X - синяя обмотка
ось Y - красная
ось Z - зеленая
Слева на право излучающие XYZ катушки - приемные xyz катушки.

При этом, если я верно рассуждаю, сумма квадратов значений с приемных катушек x, y, z при неизменном расстоянии между центрами излучающей и приемной катушек, когда излучает в начале X, затем Y, затем Z всегда должны быть равны не зависимо от положения на своей оси. У меня же эти значени разные. Ток излучающих катушек стабилизирован.
Вопрос, как отколибровать катушки и высчитать поправочные коэфициенты?
Извините за несколько сумбурное изложение. если что то не ясно, спрашивайте, отвечу более подробно. Заранее спасибо.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Ruslan1]

В теме совсем не копенгаген, но если теория не соответствует практике, значит что-то не так с теорией, или все-таки что-то не так с экспериментом?

Ну и, в общем случае, можно просто плясать от печки- от реальных данных.
Если данные повторяемы и стабильны, то составьте таблицы значений и попробуйте вывести формулу по точкам. Если там будет полином *надцатого порядка- речь явно не о сумме квадратов идет.
Очень может быть что кривая наведет на какие-то идеи или выявиться мешающее значение (внешнее постоянное или изменяющееся по своему закону поле или несколько полей, например).
Ну и можно попробовать этим полиномом и пользоваться в качестве рабочей формулы перевода. При условии, что данные повторяемы и хоть на что-то ложатся красиво, а не белый шум с полиномом того же порядка сколько точек задали для его расчета.

[Trump]

отколибровать

1. Поправить русский.
2. Использовать системы 3D-моделирования электромагнитных полей.

[Arthur_Sh]

1. Поправить русский.
2. Использовать системы 3D-моделирования электромагнитных полей.

1.Согласен, прошу прощения за опечатку))
2. например, какую систему? В работе с ANSYS или COMSOL не силен.

[Trump]

Если "сильны" в математике, то есть неплохие книжки на тему "Расчет электромагнитных полей осесимметричных катушек", "Расчет напряженности поля прямым методом".
Взаимодействие двух и более катушек - по принципу суперпозиции.
Из авторов: Сочнев, Алиевский, Орлов и др.
Иначе - да, только симуляторы.

Сообщение отредактировал Trump - Jun 2 2017, 22:31

[_pv]

1) у катушек разная площадь
2) катушки ортогональны друг другу тоже с какой-то конечной точностью
как приёмная так и передающая, соответственно надо калибровать.

взять магнит побольше с однородным полем (ну или катушки Гельмгольца сделать), положить в него катушку, подключить к катушке аккуратный вольтметр, быстро унести катушку в нулевое поле, по интегралу напряжения для всех трех компонент будет понятна и чувствительность и насколько криво по отношению друг к другу сориентированы.

площади / витков в катушке сколько?
какие частоты?

[Arthur_Sh]

1) у катушек разная площадь
2) катушки ортогональны друг другу тоже с какой-то конечной точностью
как приёмная так и передающая, соответственно надо калибровать.

взять магнит побольше с однородным полем (ну или катушки Гельмгольца сделать), положить в него катушку, подключить к катушке аккуратный вольтметр, быстро унести катушку в нулевое поле, по интегралу напряжения для всех трех компонент будет понятна и чувствительность и насколько криво по отношению друг к другу сориентированы.

площади / витков в катушке сколько?
какие частоты?

1. площадь несомненно разная, но отличается менее 1% друг от друга
2. ортогональность определяется в данном случае точностью работы 3D принтера, поскольку на нем печатались каркасы.

излучающая катушка S=10000мм² 300витков
приемная S = 2500мм² 1000витков частота 15кГц

Собственно вопрос, как калибровать?

[_pv]

Собственно вопрос, как калибровать?

создать известное поле и посмотреть на отклик катушек.

ну а вообще 2500мм^2 * 1000 витков = 2.5м^2 общей площади, даже если в земном поле 30мкТл эту катушку просто перевернуть на 180 градусов, то в ней наведётся 75мкв*сек сигнала.
аккуратный малошумящий сигма-дельта АЦП при ~1 секунде измерения даст несколько нВ*сек шумов, то есть даже просто в земном поле с такой площадью одинаковость и ортогональность с 1е-4 можно померить. если сделать аккуратный переворот именно на 180 градусов.
хотя наверное шумы не вольтметром будут ограничиваться, а температурным шумом сопротивления катушки.
но и магнитное поле можно побольше создать, чем 30мкТл поля Земли.

хотя с другой стороны, зачем отдельно калибровать катушки? калибруйте сразу расстояния.
включите передающую катушку и измеряйте сигналы на приёмной в зависимости от расстояния и взаимной ориентации.

[Arthur_Sh]

Всем спасибо, с калибровкой разобрался. Забыл сделать регулировку тока для каждой излучающей катушки отдельно. теперь можно настроить излучение и прием.