-
Структурная схема измерительной установки
Измерительная установка имеет следующее схематическое представление:
Рис.4. Струкурня схема установки: 1–соленоид; 2–измерительная катушка; 3–образец для исследований.
Пропуская
переменный ток по обмотке соленоида 1,
в измерительной катушке 2 с образцом 3
возбуждается ЭДС (Рис. 4). Данные ЭДС и
ток в соленоиде являются основными
интересующими нас параметрами, из
которых можно вывести индукцию и
напряженность магнитного поля,
характеризующие магнитные свойства
исследуемого образца. Для того чтобы
измерить ток в соленоиде используем
резистивную нагрузку и измеряем падение
напряжения на ней, после чего с
использованием постоянной соленоида
(
)
определяем поле (H).
ЭДС снимается с измерительной катушки, в которую помещается образец. Измерительные катушки выполненные на цилиндрическом диэлектрическом каркасе включены дифференциально, что бы исключить влияние внешних помех.
-
Определение требований к средству регистрации
Частота измеряемого тока в соленоиде фиксирована и равна 100 Гц. Следовательно для регистрации 100 точек на петлю минимальная частота дискретизации должна быть равна 10мс/100 = 100 мкс (10 кГц).
После проведения пробных измерений с учетом коэффициента усиления предварительного усилителя было выявлено, что максимальное значение сигнала равно 1В. На интересующем нас участке кривой, где производная очень мала, хотелось бы получить минимум 10 точек (в диапазоне 22 мВ). Из этого получаем разрешение (22мВ/10) = 0.0022В. Количество дискретов всего на кривой равно 1/0.0022 = 455. Что соответствует разрядности АЦП 9 бит.
Таблица 1. Требования к АЦП
|
Параметр |
Значение |
|
Минимальная частота дискретизации, Гц |
10000 |
|
Минимальная разрядность |
9 |
|
Число каналов |
2 |
|
Диапазон входных напряжений, В |
0-1 |
|
Интерфейс связи с ПК |
PCI |
После анализа было определено что всеми требуемыми параметрами удовлетворяет плата АЦП L-780.[2]
Ее параметры представлены в таблице 2.
Таблица 2. Параметры АЦП
|
Параметр |
Значение |
|
Частота дискретизации, кГц |
400 |
|
Разрядность, бит |
14 |
|
Каналов |
32 |
|
Входное сопротивление, МОм |
Не менее 1 |
|
Диапазон входных напряжений |
5В, 1.25В, 0.3125В, 0.078В |
|
Интерфейс |
PCI |
-
Выбор пк
Вся измерительная установка не требовательна к ПК. Основным требованием к ПК является наличие шины PCI и средства ввода/вывода. Подойдет сверхкомпактный промышленный компьютер iROBO-3000-0412-PCI. Он обладает следующими характеристиками:
Таблица 3. Параметры компьютера
|
Наименование |
Обозначение |
|
Процессор |
VIA C3 EBGA Package 1 ГГц |
|
Слоты расширения |
3xPCI |
|
Жесткий диск |
160Гб IDE |
|
ОЗУ |
SDRAM 256 Мб |
|
Вес |
6 кг |
|
Размеры |
140х230х269 мм |