acquisizione di un flusso magnetico impulsivo

[gianko25]

salve a tutti,

sto cercando di acquisire simultaneamente con due carte 6289 due segnali. Uno relativo alla corrente e l'altro e' la tensione indotta su una bobina da parte di un campo generato da un solenoide.

L'impulso di corrente (che genera il campo magnetico nell'induttore) ha una rise-time di 200 us una parte costante di 600 us e un fall time di 300 us.

Il segnale della bobina e' acquisito in differenziale e succssivamente integrato per ottenere il flusso generato. Il problema e' che nel momento in cui integro tale tensione,nella parte di flat top non ho lo stesso andamento della corrente, mentre la corrente e' piatta, il flusso non lo e'. E' possibile che tale problema sia dovuto a un disadattamento tra il carico (la bobina di misura e' un induttanza) e l'ingresso della 6289? E' possibile che ci sia qualche effetto capacitivo all'ingresso della daq che non ho preso in considerazione?

Spero  che la mia domanda sia chiara.

Grazie 

[matteobr]

Ciao,

cosa intendi con " nella parte di flat top non ho lo stesso andamento della corrente, mentre la corrente e' piatta, il flusso non lo e' "?

Il circuito di misura come è realizzato dal punto di vista del set up HW?

Ovviamente la scheda 6289 ha un ingresso di tipo capacitivo e il valore è riportato sul manuale

http://www.ni.com/pdf/manuals/371292f.pdf

pagina 1 voce Input Impedance

M

[gianko25]

che la tensione sulla coil, integrata, dovrebbe risultare della stessa forma della corrente, ossia il flusso dovrebbe seguire la corrente nell'induttore, cosa che non succede poiche' se la corrente e' costante a 200 A il flusso, non si mantiene costante ma continua a crescere (e data la assenza di materiale nell'induttore che uso per generare il campo) questo non dovrebbe accadere.

Il circuito di misura e' composto da 2 daq pxi che aquisiscono contemporanemente a 400 ks/s i due segnali, uno proventiente dal sensore di corrente e l'altro dalla bobina di misura. L'acquisizione parte inizia con un trigger generato dal generatore di corrente.

Dal manuale tale valore e' di 500pF per canale con >10G di ingresso resistivo, dato che aquisisco il segnale in differenziale le due capacita' dovrebbero trovarsi in serie durante l'acquisizione o mi sbaglio? Se cio' fosse vero avrei 50pF in ingresso in parallelo a >20Gohm di resistenza di ingresso.

E' possibile che il mio carico (la bobina di misura) non essendo adattata all'impedenza della daq causi un ritardo sull'acquisizione del segnale di tensione?

Grazie

[matteobr]

Ciao,

io ti vorrei aiutare ma avrei bisogno che tu scriva, in modo comprensibile, anche a chi non sta lavorando sul tuo sistema:

- il set up HW di misura

- il tipo di misura che vuoi effettuare

- le caratteristiche della bobina

- l'impostazione a livello SW con cui imposti le schede

M

[gianko25]

Capisco, scusami per la non chiarezza.

Allego anche qualche immagine in modo che possa aiutare.

1. La misura che vorrei effettuare e' una misura del ritardo tra il campo generato in un induttore avvolto in aria e la corrente applicata all'induttore. (dato che l'avolgimento e' in aria le due curve non dovrebbero essere in ritardo).

 Per fare cio' uso:

1. Un generatore di corrente pulsata, il quale genera un impulso di corrente con le caratteristiche descritte nell'altro post.

2. un induttore avvolto in aria con L=475 uH e R=0.08 Ohm collegato al generatore

3. Una bobina di misura del campo magnetico la tensione ai cui capi integrata dovrebbe resistituirmi il flusso che la attraversa. Composta da 4 avvolgimenti con una R=11.2 Ohm e L= 26.07 uH. (dimensioni 5cm*1cm)

4. Un DCCT che misura la corrente iniettata nel induttore (modello MACC plus), il quale restituisce una tensione proporzionale alla corrente con un fattore di scala 1/50;

5. 2 carte M-series 6289 PXI su crate con controllore PXI (con labview real time 8.2 installato)

6. 2 cav1 coax (6 ns di ritardo 50 ohm),uno che collega il DCCT alla 1a 6289 il secondo che collega la bobina alla 2a 6289

7. Un generatore di impulsi che funge da start trigger sia per le 2 carte, che per il generatore di corrente.

(vedi schema allegato)

Impostazioni sofware.

carta 1. (corrente) (master)

acquisizione in differenziale su canale 1

min-max voltage input = +-10 V

start trigger su pfi1

freq campionamento: 400 Ks/s

n campioni acquisiti: 400K

carta 2. (tensione coil) (slave)

acquisizione in differenziale su canale 1

min-max voltage input = +-10 V

start trigger (inizia ad aquisire con lo stesso trigger di carta 1).

Il clock di acquisizione e' quello della carta 1.

freq campionamento: 400 Ks/s

n campioni acquisiti: 400K

Spero che possa chiarire le idee.

Grazie per l'interesse

G

[matteobr]

Perfetto G ottima chiarezza! 🙂

Ora, quale risulta essere il problema?

[gianko25]

Una volta acquisito i dati le elaborazioni che faccio su questi sono.

1. moltiplico la tensione delativa alla corrente per il fattore di guadagno (50)

2. sottraggo l'offset all'acquisizione della tensione sulla coil e la integro per ricavarmi il flusso.

3. scalo il flusso ottenuto per il valore di corrente alla fine del flattop (200A) in modo che le due curve sono sovrapponibili.

4. se fossero sovrapponibli sottraendo alla corrente il flusso scalato dovrei avere un valore costante che e' il ritardo tra le due curve.

Quello che accade e':

1. Durante la parte di flattop la differenza tra la il flusso e la corrente non e' costante, ma decade con una costante di tempo (circa 150 us) che non riesco a spiegare.

 a) Il problema non proviene dalla misura di corrente poiche' e' stata confrontata con 3 diversi sensori acquisiti contemporanteamente che hanno dato lo stesso risultato.

b) Non e' un ritardo introdotto dai materiali dell'induttore che genera il campo (la misura e' stata efffettuata anche su diversi magneti).

Poiche' non e' un effetto introdotto dal dispositivo che sto testando sicuramente proviene dal sistema di aquisizione. Quindi i miei dubbi sono:

1. la costante di tempo di decadimento che mi ritrovo sulla parte piatta del flusso proviene dal disadattamento della mia bobina di misura rispetto al cavo coassiale e il disadattamento tra coassiale e scheda di acquisizione (disadattamento implica ritardo)

2. Il processo di integrazione numerica in un qualche modo (non saprei spiegare come) non rimuove il rumore ma lo cumula (cosa alquanto strana poiche' l'intgrale in se e' una media ed essendo il rumore a media nulla non dovrei avere problemi)

3. Effetto di crosstalk tra i 2 canali di acquisizione (cosa che usando 2 carte diverse credo di aver abbattuto)

4. La capacita' di ingresso della daq (da manuale 100pF a canale) causa un ritardo tale da shiftare le 2 curve. Cosa alquanto strana dato che essendo una daq a 625 Ks/s almeno fino a tale frequenza dovrebbe garantire la linearita' .

[matteobr]

Domanda forse stupida ma se la corrente è costante (zona i flat top) il flusso non dovrebbe tendere a zero con andamento esponenziale? Ovvero non sono solo spike di corrente a creare flusso?

 Immagino che la corrente letta da trasformatore 1:50 sia costante mentre sia il flusso a decadere giusto?

I tuoi dubbi:

1 - di sicuro i disadattamenti provocano riflessioni e ritardi, anche se non credo sia la causa. Ovvio se devi misurare in modo impulsato dovresti farlo normalizzando il sistema a 50 Ohm (quindi anche la scheda).

2- non credo sia il problema... Che routine utilizzi? E che SW?

3- Il crosstalk dovrebbe essere molto basso, quindi ininfluente.

4- dovrebbe essere lineare.

[gianko25]

>>Domanda forse stupida ma se la corrente è costante (zona i flat top) il flusso non dovrebbe tendere a zero con andamento esponenziale? Ovvero non sono solo spike di corrente a creare flusso?

-In realta' se la corrente e' costante e' la tensione sulla bobina che dovrebbe decadere, non il flusso (quello resta proporzionale alla corrente).

 >>Immagino che la corrente letta da trasformatore 1:50 sia costante mentre sia il flusso a decadere giusto?

-La corrente resta costante ma il flusso continua a crescere per poi iniziare a decadere quando decade anche la corrente (inizio fronte discesa)

I tuoi dubbi:

>>1 - di sicuro i disadattamenti provocano riflessioni e ritardi, anche se non credo sia la causa. Ovvio se devi misurare in modo impulsato dovresti farlo normalizzando il sistema a 50 Ohm (quindi anche la scheda).

-Come faccio ad adattare tutto a 50 Ohm con le specifiche che ti ho dato per bobina ( almeno riuscirei a togliere una fonte di incertezza)?

(la scheda 6289 ha la possibilita' di cambiare l'impedenza di ingresso?? il blocchetto labview per la gestione delle proprieta' del canale non mi dava la possibilita' di farlo , tanto meno cio' e' descritto sul manuale quindi presumo non sia possibile)

>>2- non credo sia il problema... Che routine utilizzi? E che SW?

-sia matlab che lo stesso labview ottenendo gli stessi risultati

>> 3- Il crosstalk dovrebbe essere molto basso, quindi ininfluente.

>>4- dovrebbe essere lineare.

-Quindi non c'e' possibilita' che ci siano altre capacita' parassite che possano causare un decadimento di 150 us ??