W jednym z wcześniejszych postów na forum omawiane było zagadnienie zasięgu pomiaru z wykorzystaniem indukcyjnego miernika odległości dla różnej wielkości celów. Rozmiar (średnica) cewki pomiarowej ma także wpływ na zasięg pomiaru. Zasięg systemu indukcyjnego pomiaru odległości zmniejsza się, gdy wielkość celu jest mniejsza niż średnica cewki.
W poniższym artykule omówiony zostanie szczegółowo związek pomiędzy zasięgiem miernika a wielkością wykorzystanego do pomiaru przedmiotu.
Wykorzystując układ LDC1612 (scalony konwerter wartości indukcyjności na wartość cyfrową) z podłączoną cewką o średnicy 29 mm dokonano pomiaru wartości indukcyjności dla fragmentów blachy miedzianej pokazanych na rysunku 1
Rysunek 1. Wykorzystane w eksperymencie cele wykonane z folii miedzianej (wymiary na zdjęciu) w porównaniu do wielkości cewki pomiarowej.
Zaprezentowana na powyższym zdjęciu cewka pochodzi z oficjalnego zestawu ewaluacjnego dla LDC1612. Cewka pomiarowa o średnicy 29 mm ma powierzchnię 660,5 mm². W poniższej tabeli podsumowano wymiary oraz powierzchnie (w mm² i procentach wymiaru cewki) wykorzystanych do eksperymentów miedzianych celi.
Cel przemieszczany był w odległości od 0,1 mm do 14,5 mm od cewki (tj. do odległości równej połowie średnicy cewki), a wyniki z LDC1612 były zapisywane. Dla ułatwienia porównania, wszystkie pomiary znormalizowano do zmiany dla obiektu o wymiarach 50 mm x 50 mm. Jak widać na rysunku 2 cele większe niż średnica cewki wpływają negatywnie na czułość pomiaru.
Rysunek 2. Zwiększanie wymiaru celu powyżej wielkości cewki ma negatywny wpływ na czułość układu pomiarowego.
Rysunek 3 pokazuje zmianę kodów w funkcji odległości, dla różnych wielkości celu. Wyniki zostały ponownie znormalizowane do zmiany kodów dla celu o wielkości 50 mm x 50 mm. Jak widać na wykresie, na przykład dla odległości 5 mm zmiana częstotliwości dla celu 10 mm x 10 mm wynosi zaledwie 1,1%. Cel o wymiarach 30 mm x 30 mm osiąga takie samo odstrojenie częstotliwości dla odległości równej 12,5 mm.
Rysunek 3. Procentowe odstrojenie częstotliwości w funkcji odległości celu od cewki dla różnych wielkości celów.
Dane zebrane w powyższych pomiarach pokazują, że nie wszystkie geometrie układu zapewniają taką samą odpowiedź. Wykorzystanie większych elementów wyraźnie poprawia czułość układu, co widoczne jest jako zwiększona dokładność pomiaru lub większy zasięg systemu pomiarowego. Jednakże zwiększanie wielkości celu ma swoje granice - elementy większe niż cewka nie zapewniają już żadnego istotnego poprawienia parametrów systemu pomiaowego.
Źródło: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2015/11/16/inductive-sensing-target-size-matters?DCMP=ldc&HQS=sva-psp-ssp-ldc-nsl-blog-20151116-wwe
W poniższym artykule omówiony zostanie szczegółowo związek pomiędzy zasięgiem miernika a wielkością wykorzystanego do pomiaru przedmiotu.
Wykorzystując układ LDC1612 (scalony konwerter wartości indukcyjności na wartość cyfrową) z podłączoną cewką o średnicy 29 mm dokonano pomiaru wartości indukcyjności dla fragmentów blachy miedzianej pokazanych na rysunku 1
Rysunek 1. Wykorzystane w eksperymencie cele wykonane z folii miedzianej (wymiary na zdjęciu) w porównaniu do wielkości cewki pomiarowej.
Zaprezentowana na powyższym zdjęciu cewka pochodzi z oficjalnego zestawu ewaluacjnego dla LDC1612. Cewka pomiarowa o średnicy 29 mm ma powierzchnię 660,5 mm². W poniższej tabeli podsumowano wymiary oraz powierzchnie (w mm² i procentach wymiaru cewki) wykorzystanych do eksperymentów miedzianych celi.
| Wymiary celu [mm] | Powierzchnia celu [mm²] | Stosunek powierzchni celu do powoerzchni cewki [%] |
| 3 x 3 | 9 | 1.4 |
| 5 x 5 | 25 | 3.8 |
| 8 x 8 | 64 | 9.7 |
| 10 x 10 | 100 | 15.1 |
| 15 x 15 | 225 | 34.1 |
| 20 x 20 | 400 | 60.6 |
| 25 x 25 | 625 | 94.6 |
| 30 x 30 | 900 | 136.3 |
| 35 x 35 | 1,225 | 185.5 |
| 40 x 40 | 1,6 | 242.2 |
| 50 x 50 | 2,5 | 378.5 |
Cel przemieszczany był w odległości od 0,1 mm do 14,5 mm od cewki (tj. do odległości równej połowie średnicy cewki), a wyniki z LDC1612 były zapisywane. Dla ułatwienia porównania, wszystkie pomiary znormalizowano do zmiany dla obiektu o wymiarach 50 mm x 50 mm. Jak widać na rysunku 2 cele większe niż średnica cewki wpływają negatywnie na czułość pomiaru.
Rysunek 2. Zwiększanie wymiaru celu powyżej wielkości cewki ma negatywny wpływ na czułość układu pomiarowego.
Rysunek 3 pokazuje zmianę kodów w funkcji odległości, dla różnych wielkości celu. Wyniki zostały ponownie znormalizowane do zmiany kodów dla celu o wielkości 50 mm x 50 mm. Jak widać na wykresie, na przykład dla odległości 5 mm zmiana częstotliwości dla celu 10 mm x 10 mm wynosi zaledwie 1,1%. Cel o wymiarach 30 mm x 30 mm osiąga takie samo odstrojenie częstotliwości dla odległości równej 12,5 mm.
Rysunek 3. Procentowe odstrojenie częstotliwości w funkcji odległości celu od cewki dla różnych wielkości celów.
Dane zebrane w powyższych pomiarach pokazują, że nie wszystkie geometrie układu zapewniają taką samą odpowiedź. Wykorzystanie większych elementów wyraźnie poprawia czułość układu, co widoczne jest jako zwiększona dokładność pomiaru lub większy zasięg systemu pomiarowego. Jednakże zwiększanie wielkości celu ma swoje granice - elementy większe niż cewka nie zapewniają już żadnego istotnego poprawienia parametrów systemu pomiaowego.
Źródło: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2015/11/16/inductive-sensing-target-size-matters?DCMP=ldc&HQS=sva-psp-ssp-ldc-nsl-blog-20151116-wwe
Fajne? Ranking DIY