|
|
Нашел в матлабе возможность производить символические вычисления, то есть возможность вычислять не числа, а формулы. И на этой основе ( функция матлаба solve ) написал мультичастотный скрипт (полстраницы текста) измерения L C, работающий по желанию внутри моего RLC-метра на звуковой.
За математическую модель взял первый закон Кирхгофа, который (по всем книжкам) неукоснительно соблюдается на всех частотах.
Сначала попробовал четыре неизвестных параллельного контура – L, C, r активное обмотки, R потерь, включающее все активные сопротивления (нагрузочные) на выводах обмоток и может быть потери в сердечнике. Четыре измерительных частоты и система из четырёх уравнений. Solve ни разу не смогла решить систему.
Выкинул R потерь, одну частоту и одно уравнение. Система решается всегда, но вычисленное активное сопротивление обмотки и близко не приближается к реальному.
Вынужден был остановиться на убогом варианте. R активное обмотки измеряю постоянным током и вставляю в самом начале в систему из двух уравнений и двух частот (т.е. просто задаю, а потом оно само куда надо вставляется). R потерь потом вычисляется по Кирхгофу без всяких систем.
Предварительно снял входное АЧХа звуковой платы
http://s60.radikal.ru/i168/1105/bf/22633d7cfa6e.jpg
и постоянно учитываю при измерениях.
Сразу увидел, что разница между двумя частотами работает как база в оптическом дальномере. Есть какой-то оптимум, при маленькой разнице получается неадекватный результат.
Одно плохо, матлаб – это интерпретатор. Мою систему решает две полных минуты, процессор загружен на 100%. Есть в матлабе встроенный простенький компилятор, создающий псевдо ехе файлы, работающие только под матлабом, в 4-5 раз быстрее. Но объектно-ориентированную часть матлабовского С++ (классы) не может компилировать. А solve как раз с объектами работает. Правда в бумажной книжке по матлабу написано, что можно внешними компиляторами делать ехе файлы, работающие быстро под одной виндой. Мой простенький Quincy 2005 v1.3 ошибку при компиляции выдаёт. Объекты измерения.
http://s014.radikal.ru/i327/1105/b0/834be1d1ed72.jpg
Результаты измерения.
1.Тестер UT70A, измерительная частота (измерял программой - звуковым редактором) 524,42 Гц. На двух диапазонах (20 Гн и 0.2 Гн ) частота одинаковая, только выходное сопротивление разное.
Трансформатор с названием СТР и т.д.
L первички 12.02Гн , r активное первички 1482ома
L вторички 0.0303Гн, r активное вторички 3.3ома
Транс без названия.
L первички 6.43Гн, r активное первички 263ома
L вторички 0.0082Гн , r активное вторички 0.9ома 2. RLC на звуковой без solve. Одночастотный метод, частота 524 Гц (можно любую выбрать), эталонные резисторы в десятки раз отличаются.
Транс с названием СТР
L первички 12.771Гн, импеданс первички 6035.1+42118i
L вторички 0.032704Гн , импеданс вторички 16.287 +107.85i
Транс без названия.
L первички 6.7279Гн, импеданс первички 1937.2 +22188i
L вторички 0.0084957Гн, импеданс вторички 2.7686+28.018i 3. RLC на звуковой с solve. Обязательно нужно две частоты.
Пока не знаю правильно или нет, в данном случае применял
2000Гц и 6000Гц. Эталонные резисторы как без solve. Транс с названием СТР
L первички 12.597Гн , С первички 4.3155e-011F, резонансная частота первички 6826.1Гц,
сопротивление потерь первички на двух частотах 4.2529e+005ом и 4.7747e+005ом
L вторички 0.032668Гн , С вторички 2.7541e-009F, резонансная частота вторички 16779Гц,
сопротивление потерь вторички на двух частотах
1.0299e+003ом и 1.1661e+003ом.
Транс без названия.
L первички 6.5367Гн , С первички 8.7953e-011F, резонансная частота первички 6637.6Гц ,
сопротивление потерь первички на двух частотах 4.0574e+005ом и 4.5950e+005ом
L вторички 0.0084582Гн, С вторички 4.4125e-008F, резонансная частота вторички 8238.3Гц
сопротивление потерь вторички на двух частотах
4.9999e+002ом и 5.8568e+002ом
Припаивал к вторичке активное маленькое сопротивление и измерял первичку с solve. Маленькое сопротивление четко умножалось на квадрат коэффициента трансформации и в таком виде появлялось в сопротивлении потерь первички.
Измеренные емкости обмоток хорошо совпадают с емкостями, измеренными способом припаивания известного конденсатора.
Видно межслойная бумажная (пластиковая) изоляция первичной обмотки сильно уменьшает емкость. И ещё не пробовал измерять, как добавленная известная ёмкость трансформируется с обмотки на обмотку.
Попробовал измерять реле на постоянное напряжение ( с монолитным металлическим сердечником) – с solve устойчивых показаний не получается. Потери в монолитном металле очень сильно зависят от частоты. Но индуктивности по UT70A и по одночастотному методу различаются только на десять процентов.
|
|
|
|
Михалыч А: первый закон Кирхгофа, который (по всем книжкам) неукоснительно соблюдается на всех частотах. Ну-ну. Вот сюда - http://principact.ru/content/view/182/
И обратить внимание на фразу
"Если по проводникам протекает установившийся электрический ток, то ни в одной его точке и ни на одном его участке не должны накапливаться электрические заряды. В противном случае токи не могли бы оставаться постоянными."
Что такое установившийся ток и постоянные токи? Какая у них частота? Или проще: меряем переменный ток антенны типа 1/4-волновой штырь. Он не 0. А куда он течет? Цепь-то разорвана.  Еще пример: берем ВЧ-генератор. Подключаем к нему провод, сложенный пополам. Длинный и прямо проложенный. Порядка длины волны. Один конец - к одной клемме, другой конец - к другой клемме.
И дальше получаем: меняем длину провода и у нас ток то есть, то нету.
Тока нет, а цепь замкнута. Объяснить эффект по Кирхгофу .
А можно и хуже пример: на клеммах добиваемся максимума тока меняя длину (или конфигурацию в пространстве). Затем перемещаемся по проводу амперметром и наблюдаем, что есть места, где ток равен 0. Куда делся? А ежели еще телеграфные уравнения приплести - вообще мрак...
По параллельный резонанс лучше вообще не думать.
"Где правда, брат?"
Знание формул физики не равно знанию физики. И еще: может отдельную тему имеет смысл открыть - типа "Исследование LC-метра из звуковой карты в MatLab"? Чтобы понятно было - о чем речь. |
|
|
|
Михалыч А: В книжках по теории цепей все случаи цепей объясняются.
Нет. Предмет - стационарные и квазистационарные объекты. Электротехника. Михалыч А: Я хочу получить полную лафу в плане измерения реактивных цепей.
Хотеть не вредно. Только вот еще знать надо кое-что посложнее закона имени тов. Ома. Михалыч А: Есть массив комплексных величин, из них надо получить все компоненты цепи. Вот про это в книжках не особенно пишут.
Про вечный двигатель тоже не пишут. Намек: сняв АЧХ двухполюсника не определить ВСЕ параметры его элементов, если он состоит из, например, 10 произвольно соединенных элементов L&C. 10 - это чтобы точно хватило. Количество можно определить и точнее, но мне - лень.
|
|
|
|
Михалыч А: Я хочу получить полную лафу в плане измерения реактивных цепей. Не получите…
Индуктивность трансформатора зависит от проницаемости сердечника, проницаемость зависит от уровня индукции в сердечнике не линейно (петля гистерезиса кривая), индукция зависит от тока в первичке, итого индуктивность в первичке трансформатора на токе 0,01А не равна индуктивности на токе в 1А… Зачем вам знать индуктивность с точностью до1% если знать индуктивность по сути не нужно, нужно знать какая индукция в сердечнике дабы не попасть в насыщение… Про то как ползут параметры при нагреве трансформатора просто молчу…  SergeBS: А куда он течет? Цепь-то разорвана. В эфир… Цепь как бы замкнута через ёмкость антенны… SergeBS: Затем перемещаемся по проводу амперметром и наблюдаем, что есть места, где ток равен 0. Куда делся? перераспределился, типа стоячая волна… Давайте всё таки не путать МГц с 20кГц… Фиг его знает... трансформатор на 20кГц будет электрически длинный или электрически короткий… В общем считать надо, но зачем?
|
|
|
|
Link: В общем считать надо, но зачем?
Да не надо считать. Просто кое-кто утверждал, что в теории цепей ВСЕ есть. Ну я и кинул примерчики, в нее не вписывающиеся.
Знание физики как раз означает не только знание формул, но и знание, где они работают, а где нет. Михалыч А: И чем точнее я выясню модель его заменяющую в расчетах, тем меньше я зря потрачу денег.
Угу. При одном условии - что модель будет ПРАВИЛЬНАЯ. А потому с хотениями надо завязывать и поднимать литературу по теме. А не изобретать вечный двигатель на матлабе и звуковой карте. Поскольку в результате такого моделирования на практике будет большой ба-бах.
Нужно делать готовое устройство - ну так и делать его. На нем и эксперименты по ходу ставить.
А вот моделировать с ТАКИМ знанием предмета - бесполезно. И надеяться, что кто-то готовенькое выдаст - тоже. |
|
