реклама на сайте
подробности

 
 
> DDS, как улучшить спектальный состав синуса на выходе
yrbis
сообщение Oct 8 2010, 19:03
Сообщение #1


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Всем привет, столкнулся с такой проблемой..:
Имеется индуктивный датчик, индуктивность которого нужно измерять(100мкГн - 10мГн). Причём требуется производить измерения в относительно широкой, хотя и низкой полосе частот 1Гц...10кГц. Для реализации этой задачи я решил, формировать в индуктивности ток и измерять падение напряжения на ней, схема ГТУНа внизу. Собственно когда на входе преобразователя лабораторный генератор Г3-112 то проблем нет, на выходе чистая синусойда, а вот когда вместо Г3-112 подключаю выходной сигнал с DDS то, получается жуткая картина, кривая синусойда с "шумами" в половину амплитуды сигнала.
В pdf't на ad9834 на странице 16 нарисован спектр, согласно которому паразитные гармоники в выходном сигнале начинаются с частоты fclk - fsin, клок у меня 25МГц, максимальная частота синусойды 10кГц, т.е. я считал, что отфильтровав всё от 1Мгц фильтром 3-4ого порядка я полностью избавлясь от проблем.
На практике оказалось, что в спектре присутствуют гармоники, недалеко отстоящие от частоты полезного синусоидального сигнала; скорее всего, кратные ему, ...проблема заключается в том, что напряжение на индуктивности пропорционально частоте, т.е. паразитные высокочастотные гармоники во входном напряжении порождают такие же гармоники тока в индуктивности, и в напряжении на индуктивности весь этот шум усиливается в разы(сотни тысячи раз) пример на рисунке внизу, показано что может получиться из красивого синуса с частотой 1Гц, амплитудой 1В, если к нему прибавить гармонику 1мВ 1кГц. Собственно вопрос как уменьшить спектральный состав "синусойды" на выходе DDS?

Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
6 страниц V   1 2 3 > »   
Start new topic
Ответов (1 - 75)
Microwatt
сообщение Oct 8 2010, 21:27
Сообщение #2


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



Для начала заменить синусойду на синусоиду.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Oct 8 2010, 21:51
Сообщение #3


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Наверное, 1МГц - высокая частота среза Low-Pass фильтра для синуса в 10КГц. И стоило бы применить фильтр с перестраиваемой частотой среза, пропорциональной фильтруемой частоте. Таких много у Максима, например.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 8 2010, 22:17
Сообщение #4


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Наверное, 1МГц - высокая частота среза Low-Pass фильтра для синуса в 10КГц. И стоило бы применить фильтр с перестраиваемой частотой среза, пропорциональной фильтруемой частоте. Таких много у Максима, например.

Макет уже не первый, на втором делали перестраиваемый дискретно фильтр 50Гц 500Гц 5кГц 50кГц. Проблема оказалась в том, что измерения на частоте скажем 10Гц, при включённом фильтре на 50Гц и на 500Гц не совпадают, трудно получить правильную зависимость индуктивности от частоты; при использовании фильтров, на этой кривой получаются выбросы. Поэтому всё-таки хочется улучшить сигнал с выхода DDS, возможно этого удастся достичь, используя более точный генератор тактовых импульсов или попробовать поиграться с его частотой...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
domowoj
сообщение Oct 9 2010, 03:36
Сообщение #5


Профессионал
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486



Цитата(yrbis @ Oct 9 2010, 02:03) *
Имеется индуктивный датчик, индуктивность которого нужно измерять(100мкГн - 10мГн). Причём требуется производить измерения в относительно широкой, хотя и низкой полосе частот 1Гц...10кГц. Для реализации этой задачи я решил, формировать в индуктивности ток и измерять падение напряжения на ней

А не проще было бы измерять резонансную частоту контура, образованного вашей индуктивностью и некой емкостью,
как это делается в некоторых измерителях RLC.
С цифрой работать легче и алгоритмы известны.
Обошлись бы без сложных аналоговых и АЦ наворотов.


--------------------
И на камнях растут деревья!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
halfdoom
сообщение Oct 9 2010, 04:11
Сообщение #6


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 003
Регистрация: 20-01-05
Пользователь №: 2 072



Для таких низких частот и жестких требований к качеству сигнала имеет смысл применить 14-16ти разрядный ЦАП с частотой дискретизации более 30кГц и последующим ФНЧ.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Lmx2315
сообщение Oct 9 2010, 04:24
Сообщение #7


отэц
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 729
Регистрация: 18-09-05
Из: Москва
Пользователь №: 8 684



Цитата(halfdoom @ Oct 9 2010, 08:11) *
Для таких низких частот и жестких требований к качеству сигнала имеет смысл применить 14-16ти разрядный ЦАП с частотой дискретизации более 30кГц и последующим ФНЧ.


..имхо можно обойтись одним ФНЧ , но с большим порядком .

http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp...008,C1148,P1764

Такой фильтр большие по размерам но характеристики получше.

http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp...008,C1148,P2059


или у максима :

http://para.maxim-ic.com/en/search.mvp?fam...mp;tree=filters


--------------------
b4edbc0f854dda469460aa1aa a5ba2bd36cbe9d4bc8f92179f 8f3fec5d9da7f0
SHA-256
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 9 2010, 10:57
Сообщение #8


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
А не проще было бы измерять резонансную частоту контура, образованного вашей индуктивностью и некой емкостью,
как это делается в некоторых измерителях RLC.
С цифрой работать легче и алгоритмы известны.
Обошлись бы без сложных аналоговых и АЦ наворотов.

Фишка в том, что индуктивность получается частотнозависимой, и надо именно измерить её для каждой частоты в дипазоне 1Гц-10кГц. Поэтому контур не подходит(

Цитата
Для таких низких частот и жестких требований к качеству сигнала имеет смысл применить 14-16ти разрядный ЦАП с частотой дискретизации более 30кГц и последующим ФНЧ.

идея хорошая, наверное можно попробовать взять DDS c 14ю битным цапом, или думаете лучше ваять свой генератор на контроллере + отдельный ЦАП?

Цитата
..имхо можно обойтись одним ФНЧ , но с большим порядком .

Я по напутствиям Herz уже склоняюсь попробовать использовать фильтр на переключающихся конденсаторах, может и лучше будет, но думаю что там точно такиеже проблемы со спектром как и у DDS, такой же клок, теже нелинейные искажения... а просто увеличить порядок фильтра, который всё выше 10кГц бы резал, наверное можно, спасибо
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Oct 9 2010, 11:34
Сообщение #9


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(yrbis @ Oct 9 2010, 12:57) *
идея хорошая, наверное можно попробовать взять DDS c 14ю битным цапом, или думаете лучше ваять свой генератор на контроллере + отдельный ЦАП?

Да и контроллер не обязательно. Я для схожей задачи брал кварцевый генератор с программируемым делителем, таблицу синуса записывал в ПЗУ (причём у меня там два синуса, сдвинутые по фазе, фаза второго тоже выбиралась переключением таблиц), на выходе ставил ЦАП типа DAC904 и фильтровалось это легко. rolleyes.gif Вполне приличный синус получался.
А DDS-ы как-то не люблю.... laughing.gif
Вот ещё приятель как поступал, давно уже было:
Прикрепленный файл  SINGEN.PDF ( 68.28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 220
Go to the top of the page
 
+Quote Post
halfdoom
сообщение Oct 9 2010, 14:00
Сообщение #10


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 003
Регистрация: 20-01-05
Пользователь №: 2 072



В то время (~12 лет назад) использовали МК с таблицей синуса и мелкую CPLD. В качестве ЦАП был 16-ти разрядный PCM56(P?).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 9 2010, 14:29
Сообщение #11


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 8 2010, 23:03) *
Всем привет, столкнулся с такой проблемой..:
Имеется индуктивный датчик, индуктивность которого нужно измерять(100мкГн - 10мГн). Причём требуется производить измерения в относительно широкой, хотя и низкой полосе частот 1Гц...10кГц. Для реализации этой задачи я решил, формировать в индуктивности ток и измерять падение напряжения на ней, схема ГТУНа внизу.

А нельзя ли наоборот: задавать напряжение, а измерять ток...?
Можно амплитуду изменять, чтобы ток получился примерно одинаковым...
Током в индуктивности управлять трудно, а напряжением - легко.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 9 2010, 19:59
Сообщение #12


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
А нельзя ли наоборот: задавать напряжение, а измерять ток...?
Можно амплитуду изменять, чтобы ток получился примерно одинаковым...
Током в индуктивности управлять трудно, а напряжением - легко.

Проблема состоит в том, что реальная катушка имеет сопротивление. Например, 100мА переменного тока частотой 10Гц, через катушку индуктивностью 5мГн и сопротивлением 2 Ома, создадут падение на индуктивности 6.28*100мА*5мГн*10Гц= 0.0314В а на сопротивлении 2*0.1 = 0.2 В, разница в порядок(
Для компенсации внутреннего сопротивления я использую тот факт, что падение напряжения на внутреннем сопротивлении у меня пропорционально входному напряжению (падение = ток на сопротивление, а ток пропорционален входному напряжению), коэффициент пропорциональности не зависит от индуктивности, я просто подбираю коэффициент и вычитаю умноженный на этот коэффициент входной сигнал, см. рис.
А с напряжением такой фокус не проходит, ток через внутреннее сопротивление в этом случае зависит не только от входного напряжения, но и от индуктивности которую нужно померить, не получается сделать простую(да и сложной не придумал) схему компенсации внутреннего сопротивления.

Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Oct 9 2010, 21:21
Сообщение #13


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Не въехал, не получилось... happy.gif А нет возможности на время подать постоянное напряжение, померить ток, вычислить внутреннее сопротивление, а затем перейти к измерению индуктивности на переменном?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 10 2010, 05:14
Сообщение #14


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Herz @ Oct 10 2010, 01:21) *
Не въехал, не получилось... happy.gif А нет возможности на время подать постоянное напряжение, померить ток, вычислить внутреннее сопротивление, а затем перейти к измерению индуктивности на переменном?


Даже и не нужно ни того, ни другого, ни третьего. Падение напряжения на резистивной составляющей можно вычесть. Можно поддерживать (медленно) амплитуду. Задача сводится к предыдущей. Получится все по задумке автора.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 10 2010, 10:02
Сообщение #15


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Время есть, я могу вычислить сопротивление, но что мне с ним делать? не зная индуктивности, я не знаю тока через него и не знаю падения, т.е. не знаю что вычитать. Внизу привёл примеры для моей схемы с вычитанием и без и для варианта с подачей напряжения и измерением тока. В диапазоне 1Гц - 10Гц напряжение в моём варианте без компенсации практически не зависит от индуктивности, т.е. я не могу с той же точностью измерять индуктивность как скажем в диапазоне 10Гц-100Гц. Вариант с вычитанием позволяет получить одинаковую точность измерения индуктивности во всём диапазоне частот, к примеру, измеряя индуктивность на одном герце я могу усилить падение 20 мВ, которое ему соответствует на графике, до скажем 200мВ и без проблем оцифровать это цапом, без компенсации там не 20мВ, а один вольт и усиливать его уже некуда. Справа привёл вариант с измерением тока, как можно, зная сопротивление датчика, выпрямить участок 1Гц-10Гц!?
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Oct 10 2010, 10:35
Сообщение #16


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(yrbis @ Oct 10 2010, 12:02) *
Время есть, я могу вычислить сопротивление, но что мне с ним делать?
...
Вариант с вычитанием позволяет получить одинаковую точность измерения индуктивности во всём диапазоне частот, к примеру, измеряя индуктивность на одном герце я могу усилить падение 20 мВ, которое ему соответствует на графике, до скажем 200мВ и без проблем оцифровать это цапом, без компенсации там не 20мВ, а один вольт и усиливать его уже некуда. Справа привёл вариант с измерением тока, как можно, зная сопротивление датчика, выпрямить участок 1Гц-10Гц!?

Как что делать? Именно вычитать, чтобы получить в каждом измерении на переменном токе значение индуктивности. Омическое сопротивление ведь от частоты не зависит.
А зачем "выпрямлять" участок? Его наклон и характеризует величину индуктивности, разве нет? Кроме того, линейность этого участка свидетельстует об отсутствии зависимости индуктивности от частоты, по-моему.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 10 2010, 12:59
Сообщение #17


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Кроме того, линейность этого участка свидетельстует об отсутствии зависимости индуктивности от частоты, по-моему.

На схеме стоит идеальная индуктивность последовательно с резистором, естественно она не зависит от частоты.
Цитата
А зачем "выпрямлять" участок? Его наклон и характеризует величину индуктивности, разве нет?

на последнем рисунке в предыдущем посте, справа показана зависимость тока через индуктивность с резистором от частоты при подаче на них переменного напряжения. Этот ток равен E/(R+jwL) если R равно нулю то в логарифмическом масштабе по оси частот это просто прямая с наклоном который соответствует индуктивности. Если R не равно 0, то получается загиб этой прямой в области низких частот. Взгляните на график, он линеен например в диапазоне частот 100Hz - 1MHz, но в диапазоне 1Гц-10Гц, он уже не является той же прямой с тем же наклоном, именно про этот диапазон я и писал, что для измерений нужно этот участок сделать такой же прямой какой он является в области высоких частот. Пример этого я привёл со своей схемой(на рисунке слева), вычитание сигнала избавляет меня от влияния резистора на низких частотах - график превращается в прямую линию с конкретным наклоном.
Цитата
Именно вычитать, чтобы получить в каждом измерении на переменном токе значение индуктивности. Омическое сопротивление ведь от частоты не зависит.

я рассматриваю вариант с применением источника напряжения и измерением тока, он бы меня избавил от высокочастотного шума, который я вытягиваю своим преобразователем напряжение-ток. Допустим я знаю, что сопротивление индуктивности 2Ома, произвожу измерение на частоте 10Гц, подаю на датчик напряжение E, падение на резисторе равно E*2/(2+j2*pi*10*L), L - я не знаю, как мне вычесть это падение???
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ecos-rtos_in_ua
сообщение Oct 10 2010, 13:08
Сообщение #18


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 209
Регистрация: 15-03-08
Из: Украина, Винница
Пользователь №: 35 931



Цитата(yrbis @ Oct 8 2010, 22:03) *
Всем привет, столкнулся с такой проблемой..:
Имеется индуктивный датчик, индуктивность которого нужно измерять(100мкГн - 10мГн).

AD5933 не пробовали?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 10 2010, 13:31
Сообщение #19


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Как что делать? Именно вычитать

Если имеется ввиду, что можно измерить общее Z и просто вычесть из него 2 ома, то тогда сильно страдает точность, на 10Гц падение на резисторе в 10 раз больше падения на индуктивности, а на 1Гц уже в сто раз, т.е. допустим я измеряю ток через датчик на 1Гц и пусть на сопротивлении падает 1Вольт! тогда на индуктивности 10мВ, в сумме ~1В, я этот вольт могу измерить например 10битным ацп с точностью до 1мВ, т.е. те 10мв я оцифрую с точностью 10%, а на частотах >100Гц 0.1% Индуктивность, которую я измеряю, меняется в пределах 30%, поэтому мне нельзя терять точности, сори что ненаписал про точность раньше.

Цитата
AD5933 не пробовали?

Ой, какая штука!!! Нет не пробовал, спасибо, пойду почитаю внимательно, .. и стоит не дорого

Цитата
AD5933 не пробовали?

Она туже схему с напряжением использует, т.е. теже проблемы с точностью на низких частотах, плюс у меня импеданс от 2х ом, а там от 1к, правда пишут, что это можно поправить буфером, вообще конечно заманчиво, что это всего одна микросхема....
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 10 2010, 22:30
Сообщение #20


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Можно амплитуду изменять, чтобы ток получился примерно одинаковым...

Только щас до конца осознал идею!!! rolleyes.gif Вначале подумал, что получается тот же источник тока, что и у меня с теми же проблемами, а теперь прозрел!!! понял, что понижая сигнал на низких частотах, я буду понижать все гармоники в спектре одинаково, и не буду усиливать высокочастотные составляющие. Tanya это гениально!!!) спасибо!!! наверное так и сделаем a14.gif a14.gif a14.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 11 2010, 07:01
Сообщение #21


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



..)рано обрадовался, получается очень медленный способ измерения, на герцах нужно сначала ждать несколько периодов чтобы ток продетектировать, а потом столько же чтобы напряжение померить
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 11 2010, 07:18
Сообщение #22


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(yrbis @ Oct 11 2010, 11:01) *
..)рано обрадовался, получается очень медленный способ измерения, на герцах нужно сначала ждать несколько периодов чтобы ток продетектировать, а потом столько же чтобы напряжение померить

Зачем изобретать велосипед?
Гляньте соседнюю тему "Почему это называется autobalancing bridge" - это схема классического LCR метра.
Подавайте напряжение с DDS (а лучше со звукового ЦАП) на индуктивность и получайте ток с подавленными гармониками DDS, а меряйте напряжение с выхода ОУ.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 11 2010, 08:03
Сообщение #23


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 11 2010, 11:01) *
..)рано обрадовался, получается очень медленный способ измерения, на герцах нужно сначала ждать несколько периодов чтобы ток продетектировать, а потом столько же чтобы напряжение померить

Ну... Вы преувеличиваете. На низких частотах основной вклад - резистивная компонента - амплитуда должна быть постоянная... почти.
А что, как и с какой точностью Вы хотите измерять? Чем (каким способом) Вы сейчас это делаете?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 11 2010, 12:15
Сообщение #24


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Зачем изобретать велосипед?
Гляньте соседнюю тему "Почему это называется autobalancing bridge" - это схема классического LCR метра.
Подавайте напряжение с DDS (а лучше со звукового ЦАП) на индуктивность и получайте ток с подавленными гармониками DDS, а меряйте напряжение с выхода ОУ.

Их наверное не зря от 1Гц не делают, не получится ..вроде...в такой схеме на 1ом герце точно измерить мою индуктивность, писал же выше про то, что реактивная часть измеряемого Z в 100 раз меньше активного.

Цитата
Ну... Вы преувеличиваете. На низких частотах основной вклад - резистивная компонента - амплитуда должна быть постоянная... почти.
А что, как и с какой точностью Вы хотите измерять? Чем (каким способом) Вы сейчас это делаете?

Делаю прибор для измерения толщины металла, металл является частью магнитопровода причём от частоты меняется глубина проникновения поля в метал, соответственно меняется индуктивность т.к. меняется сечение магнитопровода. Индуктивность при изменении частоты меняется в пределах 30 %, сама индуктивность лежит в пределах 1мГн - 10мГн. Хочется мерить с точностью ~0.5%. Сейчас контроллер управляет dds сигнал с которого через управляемый аттенюатор поступает ко мне на преобразователь напряжение/ток , напряжение с датчика усиливается и оцифровывается. Искомая индуктивность пропорциональна коэффиценту аттенюатора, напряжению на индуктивности и обратнопропорциональна частоте, всё, - так и мерим.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 11 2010, 12:37
Сообщение #25


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 11 2010, 16:15) *
Индуктивность при изменении частоты меняется в пределах 30 %, сама индуктивность лежит в пределах 1мГн - 10мГн. Хочется мерить с точностью ~0.5%. Сейчас контроллер управляет dds сигнал с которого через управляемый аттенюатор поступает ко мне на преобразователь напряжение/ток , напряжение с датчика усиливается и оцифровывается. Искомая индуктивность пропорциональна коэффиценту аттенюатора, напряжению на индуктивности и обратнопропорциональна частоте, всё, - так и мерим.

Непонятно, почему Вы жалуетесь на медленность. Если Вы оцифровываете, то явно не по одному периоду.
Что тут можно посоветовать...
Сделайте аналоговый генератор - не будет ступенек. Можно сделать разными способами. Самый простой: пила - синусоида (см Титце с Шенком).
Вычитайте сигнал равный падению напряжения на резистивной части датчика - (шунт + ОУ) - получите почти то, что хотите. Плохо, что от температуры будет зависеть. А не проще будет подавать прямоугольник с частотой 1 Гц?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 11 2010, 13:24
Сообщение #26


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Сделайте аналоговый генератор - не будет ступенек. Можно сделать разными способами. Самый простой: пила - синусоида (см Титце с Шенком).

Думал я над этим) при эмуляции сигнал не менее кривой получается чем от ступенек( а никакого другого аналогового генератора, который бы быстро перестраивался в районе герц я не придумал.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 11 2010, 13:38
Сообщение #27


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 11 2010, 17:24) *
Думал я над этим) при эмуляции сигнал не менее кривой получается чем от ступенек( а никакого другого аналогового генератора, который бы быстро перестраивался в районе герц я не придумал.

Если напряжение подавать на датчик, то не волнует это сильно.
Вот так и не сказали... Вы амплитуду только измеряете (получаете, хотите...), или и ток, и напряжение от времени?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 11 2010, 15:11
Сообщение #28


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Если напряжение подавать на датчик, то не волнует это сильно.

если напряжение, то и c DDS проблем не будет.
Цитата
Вот так и не сказали... Вы амплитуду только измеряете (получаете, хотите...), или и ток, и напряжение от времени?

Раньше интересовала только индуктивность, с моим генератором тока для этого было достаточно измерить только амплитуду напряжения на датчике, ...)но контроллер всё равно оцифровывал полностью несколько периодов. Сейчас я хочу ещё и сдвиг по фазе между напряжением и током мерить
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 11 2010, 17:09
Сообщение #29


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 11 2010, 19:11) *
если напряжение, то и c DDS проблем не будет.

Раньше интересовала только индуктивность, с моим генератором тока для этого было достаточно измерить только амплитуду напряжения на датчике, ...)но контроллер всё равно оцифровывал полностью несколько периодов. Сейчас я хочу ещё и сдвиг по фазе между напряжением и током мерить

А как Вы думаете, сколько периодов нужно ждать, что бы начать измерять амплитуду?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 11 2010, 18:03
Сообщение #30


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
А как Вы думаете, сколько периодов нужно ждать, что бы начать измерять амплитуду?

Вопрос хороший, на практике(с генератором тока) мы увидели, что в принципе достаточно 1/4 периода. на частотах до 10Гц измеряем одним периодом, с ростом частоты количество периодов увеличиваем, для повышения точности, так как эти периоды уже мало влияют на быстродействие.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 11 2010, 20:13
Сообщение #31


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(yrbis @ Oct 11 2010, 16:15) *
Их наверное не зря от 1Гц не делают, не получится ..вроде...в такой схеме на 1ом герце точно измерить мою индуктивность,

Неотключаемые ФВЧ есть только в самых дешевых кодеках.
Цитата
писал же выше про то, что реактивная часть измеряемого Z в 100 раз меньше активного.

И чем Ваша схема лучше?
Цитата
Делаю прибор для измерения толщины металла, металл является частью магнитопровода причём от частоты меняется глубина проникновения поля в метал, соответственно меняется индуктивность т.к. меняется сечение магнитопровода. Индуктивность при изменении частоты меняется в пределах 30 %, сама индуктивность лежит в пределах 1мГн - 10мГн. Хочется мерить с точностью ~0.5%. Сейчас контроллер управляет dds сигнал с которого через управляемый аттенюатор поступает ко мне на преобразователь напряжение/ток , напряжение с датчика усиливается и оцифровывается. Искомая индуктивность пропорциональна коэффиценту аттенюатора, напряжению на индуктивности и обратнопропорциональна частоте, всё, - так и мерим.

А можно просто мерять комплексное сопротивление на фиксированной частоте, где мнимая часть и будет индуктивностью.
И аудио АЦП и ЦАП для этого вполне достаточно.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 11 2010, 21:19
Сообщение #32


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
И чем Ваша схема лучше?

В моей схеме я могу померить теоретически даж на 1 мГц индуктивность с тойже точностью что и на 1кГц. Ну линия у меня прямая в децибелах)) ну в первом посте же всё расписывал, ну вычетается у меня сопротивление внутреннее, на выходе моей схемы напряжение равно напряжению непосредственно на индуктивности, на 1Гц это например 20мВ, на 1мГц это 20 мкв и я эти 20 мкв могу усилить, до диапазона АЦП... а Вы!) с Вашим напряжением не можите!!!)) потому что у Вас на выходе схемы при 1Гц, а тем более при 1'ом мГц, напряжение пропорциональное току через резистор!!!!(E/R+jwL R>>wL) и никаких 16 разрядов нехватит чтоб чётко отловить 20мкв от вольта который будет у Вас!!! ток с накоплениями если токо...
Цитата
А можно просто мерять комплексное сопротивление на фиксированной частоте, где мнимая часть и будет индуктивностью.

п.с.
Я уже сам склоняюсь к этому!) Думаю, просто использовать провод для намотки датчика диаметром пару мм, и проблема видимо отпадёт)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
domowoj
сообщение Oct 12 2010, 01:42
Сообщение #33


Профессионал
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 548
Регистрация: 20-12-07
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 33 486



Цитата(yrbis @ Oct 11 2010, 19:15) *
Делаю прибор для измерения толщины металла, металл является частью магнитопровода причём от частоты меняется глубина проникновения поля в метал, соответственно меняется индуктивность т.к. меняется сечение магнитопровода. Индуктивность при изменении частоты меняется в пределах 30 %, сама индуктивность лежит в пределах 1мГн - 10мГн.

А по подробнее о методе измерения можно.


--------------------
И на камнях растут деревья!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
blackfin
сообщение Oct 12 2010, 03:57
Сообщение #34


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261



Цитата(yrbis @ Oct 11 2010, 19:11) *
Сейчас я хочу ещё и сдвиг по фазе между напряжением и током мерить

Измерение фазового сдвига Sin, точность лучше 0,01градуса. rolleyes.gif

Определение фазы "НЕДОДИСКРЕТИЗИРОВАННОГО" сигнала laughing.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 12 2010, 05:21
Сообщение #35


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(yrbis @ Oct 12 2010, 00:19) *
В моей схеме я могу померить теоретически даж на 1 мГц индуктивность с тойже точностью что и на 1кГц.

Неужели?
Что-то Вы путаете.
Можете привести "теоретические" рассчёты? wink.gif
Цитата
Ну линия у меня прямая в децибелах)) ну в первом посте же всё расписывал, ну вычетается у меня сопротивление внутреннее, на выходе моей схемы напряжение равно напряжению непосредственно на индуктивности, на 1Гц это например 20мВ, на 1мГц это 20 мкв и я эти 20 мкв могу усилить, до диапазона АЦП... а Вы!) с Вашим напряжением не можите!!!)) потому что у Вас на выходе схемы при 1Гц, а тем более при 1'ом мГц, напряжение пропорциональное току через резистор!!!!(E/R+jwL R>>wL) и никаких 16 разрядов нехватит чтоб чётко отловить 20мкв от вольта который будет у Вас!!! ток с накоплениями если токо...

Ну сравнивать, вероятно, надо в одинаковых условиях?
Т. е. при одинаковой зондирующей мощности и при одинаковом времени измерения, а также при одинаковых шумах усилителей.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 12 2010, 11:16
Сообщение #36


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
А по подробнее о методе измерения можно.

...можно. Представьте себе П образный сердечник установленный на стальной лист. Сечение сердечника допустим 3см, толщина листа 10мм. на сердечник намотана обмотка. Пробуем измерить индуктивность на частоте 10кГц. Поле в сталь не проходит, толщина скин слоя микроны. Получаем некое значение индуктивности, откладываем его на графике индуктивность/частота, уменьшаем частоту, глубина скин слоя вырастает, толщина стальной части магнитопровода вырастает, и соответственно вырастает индуктивность. Собственно она будет расти с уменьшением частоты пока сталь не закончится, по частоте на которой перестаёт расти индуктивность можно определить толщину!!!)) Вот так)

Цитата
Неужели?
Что-то Вы путаете.
Можете привести "теоретические" рассчёты?

Я уже всё приводил. Лучше Вы расскажите как померить 5мГн + 2Ома, на частоте ..,пускай 1Гц, если вы не ограничетесь фразой померить z и вычесть из него 2 ома, Вы меня поймёте...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 12 2010, 14:35
Сообщение #37


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 12 2010, 15:16) *
Я уже всё приводил. Лучше Вы расскажите как померить 5мГн + 2Ома, на частоте ..,пускай 1Гц, если вы не ограничетесь фразой померить z и вычесть из него 2 ома, Вы меня поймёте...

Вам вправду нужно? Или сами знаете? А с какой точностью? И за какое время?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 12 2010, 18:17
Сообщение #38


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Измерение фазового сдвига Sin, точность лучше 0,01градуса.

Определение фазы "НЕДОДИСКРЕТИЗИРОВАННОГО" сигнала

У Вас там спектр наверное, и вы для каждой составляющей так фазу измеряете ? - Просто у меня синус на входе, синус на выходе, вроде бы фурье лишнее, сейчас у нас идея оцифровывать входной и выходной сигнал, производить свёртку с функцией sin(wt) и находить в ней первый максимум, разница по времени этих двух максимумов даст временной сдвиг между сигналами, по которому можно вычеслить фазу.
Цитата
Вам вправду нужно? Или сами знаете? А с какой точностью? И за какое время?

...в принципе, сам знаю. За один период, с точностью 0.5%
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 12 2010, 20:10
Сообщение #39


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(yrbis @ Oct 12 2010, 15:16) *
Я уже всё приводил.

Не нашел.
Цитата
Лучше Вы расскажите как померить 5мГн + 2Ома, на частоте ..,пускай 1Гц, если вы не ограничетесь фразой померить z и вычесть из него 2 ома, Вы меня поймёте...

Примерно так:
Формируете чистый синус ЦАПом, через усилитель с мощным выходом, но малым Кни подаёте на Ваш датчик.
Уровень не слишком большой, 50 - 100мВ чтобы не проявилась тепловая нелинейность, которая из-за инерции даст паразитную комплексную составляющую. Уровень зависит от теплоёмкости Вашего датчика.
Другой выход датчика - ко входу инвертирующего усилителя, выходное напряжение порядка 1В для согласования с АЦП.
Один канал АЦП оцифровывает входное напряжение, другой - выход инвертирующего усилителя, данные пишутся в буфер.
ЦАП и АЦП должны иметь общую опору и синхронизироваться от одного генератора.
Всё должно быть откалибровано по комплексному коэффициенту передачи относительно одного из каналов АЦП (и периодически автоматически калибровать).
Частота дискретизации чем выше, тем лучше, но выше 48кГц повышать смысла нет.
После записи данных делаете свертку каждого канала с синусом и косинусом (см. ссылки blackfinа).
Получаете значения напряжения и тока в комплексной форме.
После корректировки по результатам калибровки вычисляете Z и индуктивность.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 13 2010, 07:55
Сообщение #40


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



] 100мВ, 1Гц напряжение на датчике, => ток равен 100мВ/(2+j*6.28*5m)
1) Попробуем померить без измерения сдвига по фазе
|I|= 100mV/(sqrt(4+0.00098596))=49.99383888мА умножим это резистором 10 Ом на 10, получим напряжение на входе АЦП 499.9383888мВ, проделаем тоже самое для индуктивности в 2 раза меньшей, получим цифру 499.98459508, берём 12 битный ацп 1В/4096 = 0.244мВ погрешность, теперь ещё раз:
499.938 мВ - это 5мГн
499.984 мВ это 2.5мГн
а оцифровать это можно только с точностью 0.244мВ , а 5мГн нада померить с точностью 0.5%
для фаз позже распишу) ....если нада...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 13 2010, 08:35
Сообщение #41


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(alexkok @ Oct 13 2010, 00:10) *
После записи данных делаете свертку каждого канала с синусом и косинусом (см. ссылки blackfinа).
Получаете значения напряжения и тока в комплексной форме.
После корректировки по результатам калибровки вычисляете Z и индуктивность.

А если еще добавить вычитание падения напряжения на активной компоненте катушки...
Примерно так - последовательно с катушкой - шунт. С него усиленное напряжение подается через резистор на суммирующий усилитель, на второй вход которого - напряжение с катушки + шунта. Что мы выигрываем? Большие сигналы вычитаются и не перегружают вход. Фактически, получается мостовая схема. Далее синхронный детектор или то, что Вы предлагаете. Разогрев не будет влиять. Почти.
Только не нужно забывать, что кусок синусоиды не совсем то, что синусоида. Постоянная времени... ну, все знают. Возможно, можно подавать ступеньку... меандр... пилу..
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rx3apf
сообщение Oct 13 2010, 09:01
Сообщение #42


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 3 834
Регистрация: 14-06-06
Из: Moscow, Russia
Пользователь №: 18 047



Может быть, глупость скажу, но тем не менее... А обязательно делать измерения на синусоидальном токе ? Может быть, сделать RL-генератор, и, меняя сопротивление, измерять частоту на выходе генератора ?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 13 2010, 10:49
Сообщение #43


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Может быть, глупость скажу, но тем не менее... А обязательно делать измерения на синусоидальном токе ? Может быть, сделать RL-генератор, и, меняя сопротивление, измерять частоту на выходе генератора

не понял идеи, RL - это тот, где, например, инвертирующий усилитель и в обратной связи 3и RL цепочки? По аналогии если вставить мою индуктивность в контур колебательный, то получится хитрая схема с параметрической индуктивностью, я думаю частота резонансная будет плавно размазана от значения 1/2pi*sqrt(LmaxC) до 1/2*pi*sqrt(LminC), т.е. сложная штука по которой я своей зависимости индуктивности от частоты вроде бы не получаю, а тут ещё хитрее сигнал получится. Вроде бы мне логичнее всё-таки измерять в лоб, без дополнительных преобразований.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 13 2010, 16:59
Сообщение #44


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Tanya @ Oct 13 2010, 11:35) *
А если еще добавить вычитание падения напряжения на активной компоненте катушки...
Примерно так - последовательно с катушкой - шунт. С него усиленное напряжение подается через резистор на суммирующий усилитель, на второй вход которого - напряжение с катушки + шунта. Что мы выигрываем? Большие сигналы вычитаются и не перегружают вход. Фактически, получается мостовая схема. Далее синхронный детектор или то, что Вы предлагаете. Разогрев не будет влиять. Почти.

Тогда уж лучше настоящую мостовую или полумостовую схему.
Использовать ещё один точно такой же датчик включённый последовательно с измерительным.
Это даст компенсацию тепловых нелинейностей и позволит поднять чувствительность за счёт увеличения мощности.
Ведь автору реально надо мерять не индуктивность, а её изменения.
Ну а если он очень захочет мерять именно индуктивность, то вспомогательный датчик можно намотать безиндуктивно.
Большие сигналы опасны тепловыми эффектами, а не перегрузкой входа, у аудио АЦП динамического диапазона вполне достаточно.
Цитата
Только не нужно забывать, что кусок синусоиды не совсем то, что синусоида. Постоянная времени... ну, все знают.

Я не знаю, wink.gif не понял.
Или Вы о переходном процессе в начале сигнала?

Цитата(yrbis @ Oct 13 2010, 10:55) *
а оцифровать это можно только с точностью 0.244мВ , а 5мГн нада померить с точностью 0.5%

Возьмите 24-битный АЦП.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rx3apf
сообщение Oct 13 2010, 17:08
Сообщение #45


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 3 834
Регистрация: 14-06-06
Из: Moscow, Russia
Пользователь №: 18 047



Цитата(yrbis @ Oct 13 2010, 14:49) *
не понял идеи, RL - это тот, где, например, инвертирующий усилитель и в обратной связи 3и RL цепочки? По аналогии если вставить мою индуктивность в контур колебательный, то получится хитрая схема с параметрической индуктивностью, я думаю частота резонансная будет плавно размазана от значения 1/2pi*sqrt(LmaxC) до 1/2*pi*sqrt(LminC),

Нет, схема будет не резонансная. Ну вот как есть RC-генераторы, так никто не мешает сделать и RL (применяется, например, в феррозондовых магнетометрах). Причем R можно изобразить и посредством DAC (ради стабильности, а то, может быть, хватило бы и "электронного потенциометра").

Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 13 2010, 17:44
Сообщение #46


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(alexkok @ Oct 13 2010, 20:59) *
Тогда уж лучше настоящую мостовую или полумостовую схему.
Использовать ещё один точно такой же датчик включённый последовательно с измерительным.
Это даст компенсацию тепловых нелинейностей и позволит поднять чувствительность за счёт увеличения мощности.
Ведь автору реально надо мерять не индуктивность, а её изменения.
Ну а если он очень захочет мерять именно индуктивность, то вспомогательный датчик можно намотать безиндуктивно.
Большие сигналы опасны тепловыми эффектами, а не перегрузкой входа, у аудио АЦП динамического диапазона вполне достаточно.

Настоящий мост с реактивной компенсацией сложновато делать. Да и не нужен он тут. А уж если делать, то совсем не так, как Вы предлагаете - именно индуктивный датчик с такой же обмоткой и таким же сердечником. Только без образца. Или даже с образцом.
А тепловой эффект... не в той фазе живет.
Цитата(alexkok @ Oct 13 2010, 20:59) *
Я не знаю, wink.gif не понял.
Или Вы о переходном процессе в начале сигнала?

Этот процесс... в данном случае нельзя назвать переходным - автор хочет на одном периоде измерять... а Дюамель не дает еще...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 13 2010, 19:15
Сообщение #47


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
автор хочет на одном периоде измерять... а Дюамель не дает еще...

если через идеальную индуктивность соеденённую последовательно с любым резистором, начать пропускать линейно нарастающий ток, то мнгновенно напряжение на индуктивности подскочет в некое значение, по которому однозначно, можно определить эту индуктивность...в разумных пределах, в принципе, сколь угодно быстро

Цитата
Возьмите 24-битный АЦП.

..а с шумами чего делать?

Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 13 2010, 19:54
Сообщение #48


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Tanya @ Oct 13 2010, 20:44) *
Настоящий мост с реактивной компенсацией сложновато делать. Да и не нужен он тут. А уж если делать, то совсем не так, как Вы предлагаете - именно индуктивный датчик с такой же обмоткой и таким же сердечником. Только без образца. Или даже с образцом.

Именно это я и предложил.
Цитата
Использовать ещё один точно такой же датчик включённый последовательно с измерительным.

Цитата
А тепловой эффект... не в той фазе живет.

При частоте 1Гц уже будет заметно.
Я когда-то делал звуковик на мосте Вина с лампочкой в АРУ, так при 10Гц уже были видны искажения на осциллографе.
Цитата
Этот процесс... в данном случае нельзя назвать переходным - автор хочет на одном периоде измерять... а Дюамель не дает еще...

Некоторый запас потребуется, конечно, или оконная функция.

Цитата(yrbis @ Oct 13 2010, 22:15) *
..а с шумами чего делать?

С какими шумами?


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
SNGNL
сообщение Oct 13 2010, 21:10
Сообщение #49


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 937
Регистрация: 1-09-08
Пользователь №: 39 922



Цитата(yrbis @ Oct 14 2010, 00:15) *
если через идеальную индуктивность соеденённую последовательно с любым резистором, начать пропускать линейно нарастающий ток, то мнгновенно напряжение на индуктивности подскочет в некое значение, по которому однозначно, можно определить эту индуктивность...

Вот и начните пропускать сей ток, понемногу открывая пропускатель, а ежели индуктивность окажется небольшой, открывать можно побыстрее.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 14 2010, 05:55
Сообщение #50


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 13 2010, 23:15) *
если через идеальную индуктивность соеденённую последовательно с любым резистором, начать пропускать линейно нарастающий ток, то мнгновенно напряжение на индуктивности подскочет в некое значение, по которому однозначно, можно определить эту индуктивность...в разумных пределах, в принципе, сколь угодно быстро

Весь вопрос в том, сможете ли Вы это осуществить - линейное нарастание тока, начиная с нуля... и сколь угодно быстро.
И подскочИт НА некоторое значение...
А на резисторе ведь будет тоже нарастание.

Цитата(alexkok @ Oct 13 2010, 23:54) *
Именно это я и предложил.

Неправа.
Цитата(alexkok @ Oct 13 2010, 23:54) *
При частоте 1Гц уже будет заметно.
Я когда-то делал звуковик на мосте Вина с лампочкой в АРУ, так при 10Гц уже были видны искажения на осциллографе.

А тут Вы неправы. Вот оценила. При плотности тока в обмотке 1А/мм^2 скорость роста сопротивления будет около 1.5*10^-5 в секунду в начальный момент. Подозреваю, что автору большие токи не нужны - он же не хочет насыщать свое железо...
А при питании переменным током будет гармоника на удвоенной частоте.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 14 2010, 06:36
Сообщение #51


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Tanya @ Oct 14 2010, 08:55) *
А тут Вы неправы. Вот оценила. При плотности тока в обмотке 1А/мм^2 скорость роста сопротивления будет около 1.5*10^-5 в секунду в начальный момент. Подозреваю, что автору большие токи не нужны - он же не хочет насыщать свое железо...

А для желаемой автором точности суммарная ошибка не должна превышать 6.28*5е-3*1*5е-3/2 = ~1е-4, совсем рядом.wink.gif
Может эффект и ниже порога чувствительности для данного случая, лень считать и исходных данных не хватает.
Но лучше перезаложиться и учесть этот эффект.
Цитата
А при питании переменным током будет гармоника на удвоенной частоте.

Она будет сдвинута и при одиночном зондирующем импульсе исказит фазу основной гармоники.
Кроме второй гармоники будет также линейная (квадратичная?) составляющая роста сопротивления если прибор работает не в непрерывном режиме, а она точно скажется на первой гармонике.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 14 2010, 07:01
Сообщение #52


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(alexkok @ Oct 14 2010, 10:36) *
Она будет сдвинута и при одиночном зондирующем импульсе исказит фазу основной гармоники.
Кроме второй гармоники будет также линейная (квадратичная?) составляющая роста сопротивления если прибор работает не в непрерывном режиме, а она точно скажется на первой гармонике.

Одиночный импульс нельзя подавать. Точнее, - один период синусоиды нельзя использовать с таким методом обработки сигнала. В начальный момент температура (сопротивление) будет расти линейно (если отбросить вторую гармонику), что теоретически даст ошибку... еще раза в 6 (2pi) меньше...
Но при такой скорости (3 миллиградуса в секунду) если бы она влияла... уже дышать рядом нельзя.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 14 2010, 17:36
Сообщение #53


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Вот в таком варианте, наверное мне действительно можно использовать источник напряжения!.... хотя фазу предётся у него сдвигать на 90 градусов(иначе переходной процесс будет)....
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Oct 14 2010, 18:46
Сообщение #54


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(yrbis @ Oct 14 2010, 19:36) *
Вот в таком варианте, наверное мне действительно можно использовать источник напряжения!.... хотя фазу предётся у него сдвигать на 90 градусов(иначе переходной процесс будет)....

Совсем я запутался в Ваших выкладках. Относительно чего сдвигать на 90°? И что за переходный процесс?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 14 2010, 20:32
Сообщение #55


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Совсем я запутался в Ваших выкладках. Относительно чего сдвигать на 90°? И что за переходный процесс?

)Ну смотрите. Если решить дифур для тока L*dI/dt+R*I = sin(wt+fi), то можно увидеть, что когда fi = 90 градусов, то показатель экспоненты обнуляется!!, т.е. исчезает переходной процесс. Пример на картинке, если синус подавать так, как на верхнем рисунке, )переходного процесса не будет

.....Эм... на всякий случай распишу, чтоб было понятно. Если использовать "отрицательное сопротивление"), то что на принципиальной схеме справа, с резистором 0.01 Ом и усилителем 200, то можно вполне обойти те проблемы, о которых писал выше(точного измерения на низких частотах). При этом, как видно из картинки предыдущего поста, зависимость тока от частоты становится линейной в более широком диапазоне частот, в частности в диапазоне 1Гц-10кГц. Как уже писал, терять быстродействие мне не хочется, а в такой схеме(не в схеме с "отрицательным сопротивлением", а в схеме c генератором напряжения), если просто в лоб подать синус, будет переходной процесс(показан на последней картинке внизу), поэтому синусойду нужно подавать немного хитрую, а именно U(t) = {(0 при t<t0) and (cos(w(t-t0)) при t>=t0)}
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 15 2010, 06:55
Сообщение #56


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 15 2010, 00:32) *
)Ну смотрите. Если решить дифур для тока L*dI/dt+R*I = sin(wt+fi), то можно увидеть, что когда fi = 90 градусов, то показатель экспоненты обнуляется!!, т.е. исчезает переходной процесс. Пример на картинке, если синус подавать так, как на верхнем рисунке, )переходного процесса не будет

...поэтому синусойду нужно подавать немного хитрую, а именно U(t) = {(0 при t<t0) and (cos(w(t-t0)) при t>=t0)}

Гладко было на бумаге... При ступеньке напряжения возникнет звон на паразитной емкости...
Даже в идеальном случае... с дифференцированием Вы немного промахнулись... Подставьте в свою формулу синусы, косинусы и увидите, что максимумы (экстремумы) напряжения не при нулевом токе...
И картинки свои сожмите.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Oct 15 2010, 07:13
Сообщение #57


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(yrbis @ Oct 14 2010, 22:32) *
)Ну смотрите. Если решить дифур для тока L*dI/dt+R*I = sin(wt+fi), то можно увидеть, что когда fi = 90 градусов, то показатель экспоненты обнуляется!!, т.е. исчезает переходной процесс. Пример на картинке, если синус подавать так, как на верхнем рисунке, )переходного процесса не будет

То есть, подавать именно синус, а не косинус? Ну, если синусоида развивается от нуля, то ясно, что никакого переходного процесса не будет. Не нужен никакой фазовый сдвиг. В чём тут хитрость?
Вообще, по Вашим картинкам можно сделать вывод, что переходного процесса нет, если синусоида не содержит DC-составляющую. Это всё...
Цитата
.....Эм... на всякий случай распишу, чтоб было понятно. Если использовать "отрицательное сопротивление"), то что на принципиальной схеме справа, с резистором 0.01 Ом и усилителем 200, то можно вполне обойти те проблемы, о которых писал выше(точного измерения на низких частотах).

Это не потому ли, что 0.01 Ом х 200 = 2 Ом, то есть в точности "внутреннему" сопротивлению индуктивности? biggrin.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 15 2010, 07:32
Сообщение #58


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
При ступеньке напряжения возникнет звон на паразитной емкости...

вообщем-то, отнюдь! вот если бы я током питал тогда да, но и то, от таких выбросов вполне спасает фильтр, так как частота дискретизации больше 10кГц, проблемой было то, что эти ступеньки впринципе вносят нелинейность, и появление гармоник кратным основной, и эти гармоники уже находятся в моей полосе частот. В случаи напряжения эти гармоники в выходном токе, будут не расти а уменьшаться.
Цитата
Даже в идеальном случае... с дифференцированием Вы немного промахнулись... Подставьте в свою формулу синусы, косинусы и увидите, что максимумы (экстремумы) напряжения не при нулевом токе...

...Эм, ну не хотелось писать, что фазу нужно повернуть на 89.9838 градусов, при использовании ровно 90 переходной процесс длится не более 1мс, что с моей практической точки зрения более чем достаточно.

Цитата
То есть, подавать именно синус, а не косинус? Ну, если синусоида развивается от нуля, то ясно, что никакого переходного процесса не будет. Не нужен никакой фазовый сдвиг. В чём тут хитрость?
Вообще, по Вашим картинкам можно сделать вывод, что переходного процесса нет, если синусоида не содержит DC-составляющую. Это всё.

вы не правы. если синусойда напряжения развивается от нуля то переходной процесс , будет!!! см.рис.
Цитата
Это не потому ли, что 0.01 Ом х 200 = 2 Ом, то есть в точности "внутреннему" сопротивлению индуктивности?

...ну раз я хотел получить именно -2Ома, то помоему естественно, что 0.01*200 = 2 laughing.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 15 2010, 08:12
Сообщение #59


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 15 2010, 11:32) *
...Эм, ну не хотелось писать, что фазу нужно повернуть на 89.9838 градусов, при использовании ровно 90 переходной процесс длится не более 1мс, что с моей практической точки зрения более чем достаточно.

А зачем же Вы вводили в заблуждение и формулы писали?
Это если Вы бы знали индуктивность, тогда бы...в нужной фазе начинали...
А на более высоких частотах?
А звон тоже будет - Ваш источник нагружается на емкость (паразитную).
Вот и возникает вопрос - зачем Вы косинус подаете? Чем пила (ступенька) хуже?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 15 2010, 09:37
Сообщение #60


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
А зачем же Вы вводили в заблуждение и формулы писали?

в формулах нету ошибок!
Цитата
А на более высоких частотах?

На более высоких частотах переходной процесс, при питании напряжением которое описывал, будет ещё меньше! потому как Z стремится к jwL.
Цитата
А звон тоже будет - Ваш источник нагружается на емкость (паразитную).

ещё будет шум, думаю того же порядка....
Цитата
Вот и возникает вопрос - зачем Вы косинус подаете? Чем пила (ступенька) хуже?

индуктивность частотнозависимая, реакция на напряжение в виде меандр(если я вас прпавильно понял) не будет пилой, пила будет искривлена. Нужно измерение индуктивности на каждой частоте, в диапазоне частот 1Гц-10кГц
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 15 2010, 10:02
Сообщение #61


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(yrbis @ Oct 15 2010, 13:37) *
в формулах нету ошибок!

Ну как же... А писали, что если подать кусок (один период) косинуса, то ток будет синус...
Если подать ступеньку, то по отклику можно получить информацию о довольно широкой полосе частот... Какая разница, что оцифровывать...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 15 2010, 10:27
Сообщение #62


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Ну как же... А писали, что если подать кусок (один период) косинуса, то ток будет синус...

всё что я писал иллюстрируют осциллограммы в предыдущем посту. И до сих пор считаю, что для измерения на 1Гц вполне достаточно одного периода. у меня перед носом лежит макет в котором я это могу видеть на осциллографе, вариант с генератором напряжения тоже можно довсети до этого, я расписал как и показал результаты моделирования.
Цитата
Если подать ступеньку, то по отклику можно получить информацию о довольно широкой полосе частот... Какая разница, что оцифровывать...

можно, но я не смог вывести формулу перехода от реакции на такой импульс к функции L(w), обратную задачу тоже решить не получилось, маткад меня послал(, (обратная это зная, L(w)~L0/sqrt(1+(w/w0)^2) получить реакцию на импульс напряжения)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Oct 15 2010, 11:08
Сообщение #63


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(yrbis @ Oct 15 2010, 09:32) *
вы не правы. если синусойда напряжения развивается от нуля то переходной процесс , будет!!! см.рис.

То есть подавать всё-таки косинус, чтобы ток начался с нуля? Ну, как бы логично... biggrin.gif
Цитата
...ну раз я хотел получить именно -2Ома, то помоему естественно, что 0.01*200 = 2 laughing.gif

Вот я и не пойму. Если сопротивление катушки неизменно, его можно измерить один раз при изготовлении с хорошей точностью, выбить это значение на шильдике и при измерениях подмешивать к синусу соответствующий уровень DC, чтобы компенсировать падение, разве нет? Зачем эти выкрутасы с шунтами, преобразователями сопротивления? Оно только в симуляторе красиво работает.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 15 2010, 11:42
Сообщение #64


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Если сопротивление катушки неизменно, его можно измерить один раз при изготовлении с хорошей точностью, выбить это значение на шильдике и при измерениях подмешивать к синусу соответствующий уровень DC, чтобы компенсировать падение, разве нет?

вычетать уровень DC - всмысле синусоиду тока, которая падает на сопротивлении? если да, то не зная индуктивности этого сделать нельзя, если нет, то не понял что за DC?
чтобы компенсировать внутреннее сопротивление, можно взять генератор тока, как рисовал изначально, - проблемы с шумами.
или взять генератор напряжения, с аттенюатором, измерять амплитуду тока и подгонять напряжение так что бы этот ток не менялся, в этом случае ток тоже известен и значит извесно падение на резисторе внутреннем и стало быть его можно вычесть, но такая штука медленная
Можно не компенсировать внутреннего сопротивления, как предлагал alexkok, но это проблемы с ловлей микровольт на фоне вольт.
ну и то что я хочу, вычетать сопротивление и пременять тот сигнал о котором писал.
Другого способо вычесть падение на резисторе я пока не знаю
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 15 2010, 19:49
Сообщение #65


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(yrbis @ Oct 15 2010, 13:42) *
... Другого способо вычесть падение на резисторе я пока не знаю
Может, все-таки лучше преобразователем трансформаторного типа?

Из ликбеза:
Цитата
...По виду преобразования параметров объекта в выходной сигнал преобразователя ВТП (вихретоковые преобразователи) делят на трансформаторные и параметрические. В трансформаторных ВТП, имеющих как минимум две обмотки (возбуждающую и измерительную), параметры объекта контроля преобразуются в напряжение измерительной обмотки, а в параметрических ВТП, имеющих, как правило, одну обмотку, — в комплексное сопротивление. Преимущество параметрических ВТП заключается в их простоте, а недостаток, который в трансформаторных ВТП выражен значительно слабее, — в зависимости выходного сигнала от температуры преобразователя.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 16 2010, 23:02
Сообщение #66


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Может, все-таки лучше преобразователем трансформаторного типа?

а есть идеи, как такой датчик сделать, чтобы он толщину металла мерил?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Oct 17 2010, 07:47
Сообщение #67


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(yrbis @ Oct 17 2010, 01:02) *
а есть идеи, как такой датчик сделать, чтобы он толщину металла мерил?

Очень давно, это была тема моего диплома. Но с тех пор уже ничего не помню... biggrin.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 17 2010, 12:18
Сообщение #68


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(yrbis @ Oct 17 2010, 01:02) *
а есть идеи, как такой датчик сделать, чтобы он толщину металла мерил?

Новые идеи предлагать не буду, все уже придумано до нас. Вихретоковому методу неразрушающего контроля много десятков лет.

"Преимущество параметрических ВТП заключается в их простоте" - такие датчики применяются с простыми (часто миниатюрными) приборами.
"... а недостаток, который в трансформаторных ВТП выражен значительно слабее, — в зависимости выходного сигнала от температуры преобразователя" - а вот для задач типа "измерение толщины металла" будет предпочтительнее трансформаторный ВТП с соответствующей схемотехникой именно по причине лучшей термостабильности.

Внешне трансформаторный датчик от Вашего (параметрического) отличаться не будет, отличаться будет
1) намотка.
У Вашего датчика одна обмотка, у трансформаторного - две (одна возбудающая и одна измерительная) , намотанные в том же пространстве, что и у Вашего. Мотается трансформаторный датчик, например, сложенным вдвое проводом.
2) схема измерения.
Сейчас Вы возбуждаете ток и измеряете напряжение у одной и той же обмотки.
У трансформаторного датчика Вы возбуждаете ток в возбудающей обмотке, а напряжение измеряете на измерительной - потому эти обмотки так и называются.

Сообщение отредактировал Okorok - Oct 17 2010, 12:34
Go to the top of the page
 
+Quote Post
SNGNL
сообщение Oct 17 2010, 16:45
Сообщение #69


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 937
Регистрация: 1-09-08
Пользователь №: 39 922



Возбуждать обмоткой можно и на постоянном токе, а вот измерять?
На единицах герц лучше измерять индукцию в сердечнике (датчиком холла, магниторезистивным датчиком, магнитным модулятором).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 17 2010, 17:28
Сообщение #70


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



впринципе можно сделать вторую обмотку и впринципе можно и на 1Гц, но у меня нету проблем с термостабильностью, а других плюсов Вы не цитировали, Вам не попадались книги или статьи где приведён пример толщинометрии металла ВТП ?, просто как бы на самом деле нету в продаже магнитных толщиномеров измеряющих толщину стали, и литература на эту тему ооочень не просто ищется laughing.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
НЕХ
сообщение Oct 17 2010, 17:42
Сообщение #71


Профессионал
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169



литературы много - ключевые слова "eddy current" & GMR


--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 17 2010, 20:10
Сообщение #72


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
GMR

! a14.gif a14.gif a14.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Okorok
сообщение Oct 17 2010, 20:56
Сообщение #73


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 289
Регистрация: 17-06-07
Пользователь №: 28 498



Цитата(yrbis @ Oct 17 2010, 19:28) *
впринципе можно сделать вторую обмотку и впринципе можно и на 1Гц, но у меня нету проблем с термостабильностью, а других плюсов Вы не цитировали, Вам не попадались книги или статьи где приведён пример толщинометрии металла ВТП ?, просто как бы на самом деле нету в продаже магнитных толщиномеров измеряющих толщину стали, и литература на эту тему ооочень не просто ищется laughing.gif

В зависимости от параметров и особенностей задачи толщину металла меряют ультразвуковым, вихретоковым или магнитным методом.

Общая информация здесь или, например, в справочнике. Искать литературу к вихретоковому методу можно по авторам, например: В.Г. Герасимов, В.В. Сухоруков, B.C. Соболев.

Цитата(НЕХ @ Oct 17 2010, 19:42) *
литературы много - ключевые слова "eddy current" & GMR

Литературы много, а работающих в промышленных условиях приборов? biggrin.gif

Сообщение отредактировал Okorok - Oct 17 2010, 20:57
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 18 2010, 10:21
Сообщение #74


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
В зависимости от параметров и особенностей задачи толщину металла меряют ультразвуковым, вихретоковым или магнитным методом.

Общая информация здесь или, например, в справочнике. Искать литературу к вихретоковому методу можно по авторам, например: В.Г. Герасимов, В.В. Сухоруков, B.C. Соболев.

спасибо) эт я уже всё видел..
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rudy_b
сообщение Oct 19 2010, 23:33
Сообщение #75


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 888
Регистрация: 25-09-08
Из: Питер
Пользователь №: 40 458



Тут есть еще одна засада. Если вы точно измерите импеданс и выделите индуктивную и резистивную компоненту, то заметите, что резистивная компонента тоже будет зависеть от частоты - потеря мощности за счет вихревых токов в контролируемом металле преобразуется в эквивалентный резистор, включенный, обычно, параллельно индуктивности. Эта потеря тоже зависит от толщины слоя. Стоит оценить, насколько она значима.

А вообще довольно точные, правда, возможно, не совсем линейные данные можно получить ударным возбуждением контура и измерением затухания. Частота даст вам индуктивность, а затухание - сопротивление.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Oct 20 2010, 18:31
Сообщение #76


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Стоит оценить, насколько она значима.

стоит, собственно для этого фазу и хочу измерять.
Цитата
А вообще довольно точные, правда, возможно, не совсем линейные данные можно получить ударным возбуждением контура и измерением затухания. Частота даст вам индуктивность, а затухание - сопротивление.

вообще можно попробовать
Go to the top of the page
 
+Quote Post

6 страниц V   1 2 3 > » 
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 21st July 2025 - 08:10
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.02384 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016