Просмотр полной версии : Правильно измерить переменный ток
Здравствуйте!
Сигнал на входе АЦП снимаемый с низкоомного сопротивления в разрыве цепи питания выходных ключей 3ф. инвертора под нагрузкой. сигнал немного фильтруется RC фильтром. Как лучше интерпретировать данный сигнал для получения данных о токе инвертора? не внося аппаратные изменения.
302326
АЦП 200 ksps
Добавлено через 5 минут(ы):
частота тока изменяемая, от 1 до 100 Гц
Отсчеты есть.
Берем формулу действующего значения переменного тока из учебника и применяем для выборок в пределах периода.
200 ksps, это как полагаю отсчеты на частоте 200 кГц, а инвертор работает на частоте заполнения 8 кГц. Как мне осуществлять выборку отфильтровывая 8 кГц заполнение синусоиды?
Добавлено через 7 минут(ы):
Здесь наверное лучше видно, что на входе АЦП присутствует не только формируемый синусоидальный сигнал, но и сигнал частоты заполнения синусоиды.
302331
SLSR, вы же измеряете ПОСТОЯННЫЙ ток в цепи питания! Включите вместо "низкоомного сопротивления в разрыве цепи питания выходных ключей" обычный амперметр с подходящим пределом и измеряйте действующее значение тока :roll:
обычный амперметр "увидит" то же самое что показывает осцилл...
обычный амперметр с подходящим пределом
Обычный амперметр не увидит цифровой ток.:ржач:
обычный амперметр с подходящим пределом
Фу... тривиально и слишком просто. А где же заморочки на 100 страниц?
А где же заморочки на 100 страниц
Михаил, все еще впереди, к Новому году страниц 100будет, как ток измерять правильно.:shock: Законы физики в его темах не котируются.
На QRZ SDRVPN есть, у нас SLSR.
инвертором синусоида формируется с шагом 10 градусов, то есть 36 шагов, быть может было бы правильно делать отсчет АЦП для измерения тока каждый новый шаг формируемой синусоиды? 36 отсчетов за период формируемого переменного тока
как-то синхронизировать отсчеты АЦП с ШИМ ?
SLSR, Вам действующее значение надо измерять или мгновенное?
действующее...
как из набора моментальных значений вычислить действующее значение я знаю. это не вопрос темы
Ну так интегрируйте всё это добро за определенный интервал времени.
Есть дешевые китайские мулдьтиметры с функцией TrueRMS, они Вам покажут действующее значение.
Andrej.CQ
13.12.2018, 21:33
с шагом 10 градусов, то есть 36 шагов
Угу. Синусоиды и близко нет. Поэтому, только через определённый интеграл.
А потом ещё косинус фи измерять, если нагрузка инвертора с реактивкой. И снова считать.
Проще амперметром. И вольтметром. И cos(phi) полюбэ мерить. Или ваттметром активку мерить.
интегрируйте всё это добро за определенный интервал времени
предлагаете делать еще больше отсчетов чтоб ничего не упустить из формы сигнала? ресурсов не хватит. думаю, было бы правильно ограничиться количеством отсчетов равно количеству шагов формируемой синусоиды, то есть 36 отсчетов
Проще амперметром.
в схеме из измерителей присутствует только АЦП
в схеме из измерителей присутствует только АЦП В какой схеме? :shock:
А что Вам мешает измерять мультиметром?
как из набора моментальных значений вычислить действующее значение я знаю. это не вопрос темы Вам нужно действующее, и Вы знаете, как его вычислить. Так чего тогда спрашиваете?
В какой схеме? :shock:
А что Вам мешает измерять мультиметром?
в заголовке темы была информация
не внося аппаратные изменения
RN3GP,
ообщение от Леонид3 http://www.cqham.ru/forum/images/buttons/viewpost-right.png (http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?p=159 0489#post1590489)обы чный амперметр с подходящим пределом
Обычный амперметр не увидит цифровой ток.
Обычный аналоговый осцилоп (на трубке ЛО8) увидит.
знаете, как его вычислить. Так чего тогда спрашиваете?
проблема не с вычислением. а с тем
Как лучше интерпретировать данный сигнал для получения данных о токе инвертора? не внося аппаратные изменения.
Добавлено через 32 минут(ы):
И все-таки мне думается правильно бы было делать отсчеты в отмеченные моменты времени, синхронно с работой ШИМ формирующего синусоиду. То есть, задавая новое значение в модуль ШИМ для формирования синусоиды, сразу снимать АЦП моментальное значение тока силовых ключей. Пока не ясно какие при этом могут возникнуть подводные камни?
Сделав 36 отсчетов, каждые 10 градусов формируемой синусоиды, думаю можно вычислить среднеквадратичное значение тока инвертора на каждый период переменного тока.
302337
...
AlexanderT
14.12.2018, 11:00
При измерении напряжений сильно отличающихся от синусоидального лучше использовать калориметрические измерители а не осцилографы или выпрямители, сними только замучаетесь подбирать поправочные коэфициенты.
Обычный амперметр не увидит цифровой ток
Это уже нечто новое "цифровой ток". Если переменный ток будет сильно отличаться от синусоидального то измерения его амперметром в разных случаях после выпрямления будут иметь разные значения.
Плучше использовать калориметрические измерители
а какое будет быстродействие? за один период формируемого переменного напряжения получится измерять?
Это уже нечто новое "цифровой ток"
это из темы, как обойти цифровое измерение потребляемого тока. получится ли потреблять ток в промежутках между измерениями, чтоб цифровой прибор не регистрировал наличие тока.
Это уже нечто новое "цифровой ток".
Ничего нового, термин от SLSR.:ржач: Вы просто, что-то пропустили.
exEW1DC, приведенная цитата принадлежит слесарю,это он в ветке про вечную стройку дома "ввёл" такой термин,как "цифровое электричество" и такое там плёл,что администрация сайта быстренько всё удалила.Слесарь меряй тестером,а если не нравиться,то методом эквивалента.
AlexanderT
14.12.2018, 14:14
а какое будет быстродействие?Крайн е низкое, один период так не измерить.
Ну вот, нашел в инверторе такие импульсы от ШИМ.
Желтый, это отражение тока выходных ключей инвертора.
Синий, импульсы (ивенты) от генератора ШИМ формирующего заполнение синусоиды.
В данном случае формируемая инвертором частота переменного тока 35 Гц. Нагрузка, асинхронный электродвигатель со стартовой обмоткой (конденсатор исключен, смещение 90 гр. сделано на стороне инвертора) около 20 Вт.
Заполнение ШИМ 8 кГц.
302404
Как понимаю, мне надо попробовать как-то привязать отсчеты АЦП к этим ивентам, так чтоб отсчет АЦП попадал в момент заполнение током и регистрировал значение.
У вас есть значение периода, значение каждой выборки и их количество.
Это все, что нужно вставить в формулу и получить среднеквадратичное значение.
Формула в википедии.
Спасибо. Но у меня пока нет адекватных выборок, так как ток выходных ключей имеет импульсный характер, а не синусоидальный , чтоб формула из википедии просто так стала работать. А так же есть ограничение ресурсов, не могу делать большое число выборок, чтоб гарантированно снимать всю информацию.
Я ни где не говорил про "синусоидальный", я имел ввиду периодический. Общая формула как раз для этого варианта.
Естественно, чем больше выборок в пределах периода - выше точность, но всегда есть пределы разумности.
Вы понимаете, что я клоню к тому чтоб синхронизировать отсчеты АЦП с ШИМ генератором для повышения точности и экономии ресурсов, а не тупо делать некоторое количество отсчетов за период времени?
...не тупо делать некоторое количество отсчетов за период времени,а ещё более тупо...
...я клоню к тому чтоб синхронизировать отсчеты АЦП с ШИМ генератором для повышения точности и экономии ресурсов :ржач:
чтоб синхронизировать отсчеты АЦП с ШИМ генератором для повышения точности и экономии ресурсов
:facepalm:
Время, материалы, ресурсы, знания, умения....
Использовать для зарабатывания денег, обеспечения своевременной оплаты электричества, по разумным, НЕ ЕВРОПЕЙСКИМ тарифам.
Самому не смешно? Ник "Слесарь/SLSR" стал ассоциироваться с пустобрёхством...
Созданием проблем и трудностей на пустом месте, экономить на спичках, желанием урвать халяву без реального результата.
МИР ДВЕРЬ МЯЧ (ENG).
для повышения точности и экономии ресурсов
Это типа Вам дадут самодельный счетчик поставить?
по разумным, НЕ ЕВРОПЕЙСКИМ тарифам
Не думаю, что по отношению к зарплате, там тарифы выше, чем у нас.
Слушатель эфира
15.12.2018, 00:00
Чёт не то написал )))))
... Не думаю, что по отношению к зарплате, там тарифы выше, чем у нас ... Владимир, не верьте журналистам, от слов "совсем" и "никогда". Приложенная вами табличка полное враньё.
Это типа Вам дадут самодельный счетчик поставить?
счетчик ресурсов уже есть... в левом углу...
302426
Не думаю, что по отношению к зарплате, там тарифы выше, чем у нас.
Но. "Смотрю в книгу и вижу ...." (С)
Житель РФ может купить 11800 квт*час, немец -всего 8 128.
Стоимость кВт*час в РФ 3,2 рубля, а Германии - 22,5 рубля...
Теперь понятно , почему немцы просто помешены на экономии э/э?
Да жизнь заставляет... бедные они...:-P
Спасибо за инфо...
Слесарь хочет КПД отъёма электроэнергии из сети довести до 500%.:super:
Но. "Смотрю в книгу и вижу ...."
Кроме Германии стран нет?
Импульсы регистрируемого тока выходных ключей инвертора 8 кГц, формирующие синусоиду, имеют далекую от меандра форму, не понятно в какое место данной формы настроить попадание отсчета АЦП, возможно для повышения точности надо делать несколько отсчетов в каждую форму?
Если вы хотите измерять точное эффективное значения импульсного тока, то частота отсчётов должна быть такой, чтобы в каждый импульс их попадало достаточно много (например, 10). Причём чем их больше, тем менее нужна синхронизация.
Если же Вы хотите измерять эффективное значение огибающей этих импульсов, то достаточно одного отсчёта на импульс, но отсчёты должны быть жёстко синхронизированы с импульсами и всегда попадать в одно и то же место каждого из них. При этом Вам придётся ещё определить (вычислить или измерить) поправочный коэффициент, на который нужно будет умножать результат измерения. Этот коэффициент будет разным в зависимости от конкретной формы импульсов и места, куда попадают отсчёты.
Ну я как бы взял импульс от ШИМ генератора инвертора формирующего переменный ток, так как ШИМ генератор всегда работает на частоте заполнения 8 кГц, от импульса ШИМ запускаю таймер, который отсчитывает 62 ms и запускает отсчет АЦП. Отсчет АЦП попадает в середину периода тока выходных ключей инвертора.
Теперь остается вопрос, быть может было бы более правильно делать не один, а три отсчета АЦП в период прохождения тока выходных ключей? Так как форма периода тока далека от формы меандр?
302690
Добавлено через 50 минут(ы):
Ну или так настроить АЦП, чтоб время семплирования примерно совпадало со временем одного периода тока выходных ключей инвертора.
Здесь было запрограммировано начало разового отсчета (синий луч) на приблизительный момент появления тока выходных ключей инвертора (желтый луч), а заканчивается разовый отсчет приблизительно к завершению тока выходных ключей инвертора.
Но с настройками АЦП надо поработать, чтоб еще подрастянуть время одного отсчета.
302693
Какой вариант будет более верным, множественный или разовый растянутый по времени отсчет, надо думать...
Реализовал амперметр переменного тока инвертора таким образом.
36 раз за период формируемого инвертором переменного тока 35 Гц, производится запуск (высокий уровень синего луча) одного отсчета АЦП подключенного к низкоомному сопротивлению в цепи питания выходных ключей инвертора. Ток цепи питания выходных ключей отражается желтым лучом. В качестве нагрузки инвертора применен асинхронный электродвигатель.
302751
АЦП запускается не просто так, запуск АЦП синхронизирован с работой генератора ШИМ инвертора с постоянной частотой заполнения 8 кГц. Запуск АЦП происходит когда в цепи питания выходных ключей протекает импульс тока заполнения ШИМ. То есть, считывание силы тока будет происходить в период наличия тока, не раньше и не позже. Период разового считывания АЦП сконфигурирован так, чтоб иметь продолжительность равно периоду тока в цепи выходных ключей одного импульса ШИМ.
302752
Далее, на базе 36 отсчетов АЦП, за один период переменного тока формируемого инвертором, будет рассчитано среднеквадратичное значение силы тока инвертора.
Надеюсь, такой метод является правильным?
Надеюсь, такой метод является правильным?
В чем прелесть такого метода относительно стрелочного/цифрового индикатора? Точность до 0.0001 A? Зачем?
Я, всё жду, когда вы покажете, что в новом доме тепло "+20". Сидит довольный "Слесарь", выкладывает фото и говорит: "А вам слабо?".
Тепло из земли, ГВС из земли, цифровое электричество - бесплатно, освещение от солнца....
У меня, море задумок, но первым делом: фундамент, стены, крыша, коммуникации, тепло....
Простите, но если бы не было канализации, воды, отопления.... вряд ли меня домашние поняли, если бы я сказал подождите месяц - другой.
Хочу проверить:
... 36 отсчетов АЦП, за один период переменного тока... такой метод является правильным?
Повесили бы меня.... за интимные места... И были бы правы.
В чем прелесть такого метода относительно стрелочного/цифрового индикатора?
работает достаточно быстро и без участия наблюдателя/оператора
SLSR, чтобы правильно померять действующее напряжение сигнала такой формы, вам нужно запустить АЦП с частотой сэмплирования 100-200 кГц (на худой конец хотя-бы 50-100 кГц) на время порядка 0.5-1 сек. И затем обработать выборку. А еще лучше вести непрерывную обработку потока данных с АЦП.
Получая одну выборку на период сигнала вы действующее напряжение определить не сможете.
Синхронизация АЦП от измеряемого сигнала - это вообще бредятина. У вас в сигнале бесконечное множество гармоник. Вы на какую гармонику синхронизроваться собрались и зачем?
работает достаточно быстро и без участия наблюдателя/оператора
У меня, ток течет вообще без наблюдения наблюдателя/оператора.
Как бы...
Он и не знает, что кто то должен его наблюдать онлайн с высокой точностью.
Получая одну выборку на период сигнала вы действующее ... определить не сможете.
Синхронизация АЦП от измеряемого сигнала - это вообще бредятина. У вас в сигнале бесконечное множество гармоник. Вы на какую гармонику синхронизроваться собрались и зачем?
А если 36 выборок за период сигнала как у меня?
Я синхронизируюсь на период прохождения тока. Включаю АЦП на начало протекания тока и выключаю под конец протекания тока. Чтоб минимизировать считывание гармоник, я замедляю быстродействие АЦП до основной гармоники. Это вы считаете бредом?
Добавлено через 33 минут(ы):
У меня, ток течет...
Он и не знает, что кто то должен его наблюдать.
Это для автоматического управления. не ваш профиль...
Чтоб минимизировать считывание гармоник, я замедляю быстродействие АЦП до основной гармоники. Это вы считаете бредом?
Да. Вы включите приёмник на ДВ и СВ диапазонах и послушайте как шумит ваш импульсный преобразователь на частотах вплоть до мегагерц.
А вы производите децимацию до 35 выборок в секунду и надеетесь, что это позволит точно учесть все составляющие. Перед тем как делать децимацию, вам вначале нужно наложить ФНЧ фильтр на исходный поток с АЦП на полной скорости 100-200 киловыборок в секунду. Только после этого можно будет выбрасывать лишние выборки.
Или как вариант - поставьте аналоговый ФНЧ на несколько герц перед АЦП.
Ваше измерение - это по сути наложение ФНЧ с нужной частотой среза, где частота среза определяет время измерения и минимальную измеряемую частоту с заданной точностью. Без ФНЧ вы получите алиасы, которые испортят все ваши измерения.
Всё это закончиться тем,что слесарь "изобретёт" свою формулу по вычислению величины переменного тока,которая в очередной раз "докажет" экономичность бандуры. Что-то из серии "потребление цифрового электрического тока во время между вспышками индикаторного светодиода электросчётчика". А тарифы растут,потому-что без роста тарифов нет роста экономики, так что слесарь не получиться экономить с такой "экономией" и ценами на энергоресурсы.
вы производите децимацию до 35 выборок в секунду
где об этом было сказано?
у меня 36 выборок АЦП за один период переменного тока инвертора. выходная частота инвертора от 1 до 100 Гц, то есть, если переводить на время, это от 36 до 3600 выборок в секунду.
Или как вариант - поставьте аналоговый ФНЧ на несколько герц перед АЦП.
в заголовке темы говорилось
не внося аппаратные изменения.
SLSR, действующее значение переменного напряжения требует учёта всего сигнала в целом, а не одной его точки или нескольких. Чтобы измерять действующее значение с частотой сэмплирования 3800 Гц, вам прежде нужно принять меры, чтобы на входе вашего измерителя (АЦП) отсутствовали сигналы с частотами выше 3800/2 = 1900 Гц. Если на входе присутствуют сигналы с большей частотой, ваш АЦП просто не будет успевать зафиксировать часть изменений и это приведёт к ошибке измерений.
У импульсного преобразователя спектр частот очень широкий, поэтому 3 кГц явно недостаточно. Если бы вам нужно было мерять синусоиду в сети, то 3 кГц возможно и хватило бы. Но у вас импульсник даёт сильно искажённую форму сигнала с множеством гармоник, поэтому нужно хотябы 100-200 кГц.
И вам нужно убрать синхронизацию АЦП. АЦП должен работать непрерывно с одной и той-же частотой, не выключаясь.
А меня АЦП делает отсчеты только в периоды когда есть целевой ток инвертора, в периоды когда тока нет АЦП отсчеты не делает. На этом принципе отсекается множество сигналов за пределами целевого тока и экономится ресурс так как ненужные отсчеты не производятся.
3 кГц явно недостаточно
у меня частота семплирования от 36 до 3600 Гц, в зависимости от текущей частоты инвертора 1 ... 100 Гц.
в периоды когда тока нет АЦП отсчеты не делает. На этом принципе отсекается множество сигналов за пределами целевого тока
в такие периоды, когда АЦП не делает измерений, вы безвозвратно теряете обязательную для измерения действующего значения информацию, поэтому таким образом вы не сможете измерить действующее значение.
Чтобы "отсечь множество сигналов" нужен ФНЧ, без этого никак. А АЦП на период измерения должен работать непрерывно, с максимально стабильной частотой.
вам нужно убрать синхронизацию АЦП. АЦП должен работать непрерывно с одной и той-же частотой, не выключаясь.
Почему? это же не рационально...
Зачем мне производить измерения когда на выходе инвертора ничего не изменилось?
инвертор произвел изменение электрической цепи, - амперметр произвел измерение. что плохого в таком методе?
в такие периоды, когда АЦП не делает измерений, вы безвозвратно теряете обязательную для измерения действующего значения информацию, поэтому таким образом вы не сможете измерить действующее значение.
ничего я не теряю.... В эти моменты даже тока нет, так как выходные ключи инвертора закрыты.
Зачем мне производить измерения когда на выходе инвертора ничего не изменилось?
в природе такого не бывает. Любой импульс порождает переходные процессы до бесконечности. Их нужно учитывать, поэтому АЦП должен работать постоянно.
Чтобы измерить действующее значение максимально точно, АЦП должен работать на частоте бесконечности, бесконечное время.
в природе такого не бывает. Любой импульс порождает переходные процессы до бесконечности. Их нужно учитывать, поэтому АЦП должен работать постоянно.
слушайте, у меня "амперметр" включен в разрыв цепи питания выходных ключей инвертора, зачем "амперметру" что-либо измерять, когда ключи закрыты? - в эти моменты тока нет (или по крайней мере нет интересующего нас тока). Я просто произвожу измерения когда ключи открываются и через ключи, через "амперметр", начинает протекать ток.
Я просто произвожу измерения когда ключи открываются и через ключи, через "амперметр", начинает протекать ток.
В момент открывания ключей возникает импульс, который содержит бесконечное множество гармоник с различными частотами. Чтобы их зафиксировать с достаточной точностью, АЦП должен иметь достаточную частоту и работать достаточное время. Без этого действющего значения с достаточной точностью не измерить.
Действующее значение - это не одна точка на форме сигнала. Это весь сигнал в целом. Тут нельзя чтото вырезать, не теряя в точности измерений. А вы предлагаете вообще всё вырезать и оставить только маленькую часть. В итоге и получите чудовищную ошибку измерения.
В момент открывания ключей возникает импульс, который содержит бесконечное множество гармоник с различными частотами. Чтобы их зафиксировать с достаточной точностью, АЦП должен иметь достаточную частоту и работать достаточное время. Без этого действющего значения с достаточной точностью не измерить.
Зачем мне регистрировать бесконечное множество гармоник, когда речь идет о частоте тока инвертора 1 ... 100 Гц ?
У меня АЦП запускается для производства одного отсчета чуть позднее открытия выходных ключей инвертора, а завершает отсчет чуть заранее закрытия выходных ключей. То есть, на 99.9% АЦП работает только время когда протекает целевой ток и гармоники открытия/закрытия транзисторов, переходных процессов, отсекаются путем запаздывания и раннего завершения одного отсчета.
Зачем мне регистрировать бесконечное множество гармоник, когда речь идет о частоте тока инвертора 1 ... 100 Гц ?
потому что в вашем инверторе не чистая синусоида с частотой 1...100 Гц. А импульсы, энергия которых размазана в очень широкой полосе частот, вплоть до десятков и сотен мегагерц.
судя по осциллограммам полоса частот выше 30 кГц давится как-то аппаратно до нерегистрируемого 10-бит АЦП уровня, а более низкие частоты давятся тем, что время одного семплирования АЦП растянуто во времени аж на 30 мкс.
То есть, на 99.9% АЦП работает только время когда протекает целевой ток и гармоники открытия/закрытия транзисторов, переходных процессов, отсекаются
в этом вся проблема. Гармоники при отключении АЦП никуда не отсекаются. Отсекается АЦП, а не гармоники. А гармоники никуда не деваются. Отключение АЦП - это как страус засовывающий голову в песок.
Отключая АЦП вы отсекаете точность измерения, а не гармоники. Чтобы убрать гармоники нужно ставить ФНЧ, а не отключать АЦП.
примечание: на осцилле видны наносекундные всплески, надеюсь вы понимаете, что этот сигнал отсутствует на входе АЦП, это импульсы на щупе осцилла, как на антенне.
Добавлено через 7 минут(ы):
Отключая АЦП вы отсекаете точность измерения
У вас есть информация какой процент неучтенной энергии поступит в нагрузку (электродвигатель) если не учитывать энергию переходных процессов закрытия/открытия транзисторов инвертора и не учитывать энергию когда транзисторы закрыты?
надо хоть приблизительно знать сколько информации теряю на не учете тока переходных процессов и не учете тока разорванной цепи?
У меня вопрос. Кому это надо? Пусть тот, кто повторяет задумки Слесаря, первым бросит в меня камень. На форумах многие радиолюбители делятся конструкциями усилителей, ламповых трансиверов, антенн и пр.. Выкладываются схемы, фото. Всегда с авторами можно созвониться, поехать посмотреть, получить долю опыта, купить, наконец что-то.
Здесь какая польза от академика от унитаза? Никакой! Фото нет - иногда что-то из инета влепит. Опытом не делится. Посмотреть - зашифрован -адрес не даёт, хотя несколько раз лично просился хотя бы на расстоянии 3 метров посмотреть.
Бредовые идеи и самолюбование своей ПТУ -шной гениальностью. Осмелюсь заявить - Ничего, кроме писанины он не сделал и не сделает. Вовлекает некоторых радиолюбителей в свои "труды" - но никого не слышит, кроме себя. И зачем ЭТО?????
Вы волнуетесь за тех, кого он вовлекает? )
Да, Сергей. Я сейчас усилитель на ГУ-43Б делаю. Вроде не дилетант, а хочется побольше инфы получить, чтобы всё красиво и хорошо работало. А Слесарь отвлекает в том числе тех, кто мог бы что-нить по усилкам написать. Сори...
SLSR прав в том, что заведомо нулевые отсчёты можно не делать и даже выключить АЦП на это время. Нужно только заранее точно знать, какой отсчёт будет нулевым, а какой нет. Просуммировав квадраты всех ненулевых отсчётов за период огибающей, получим энергию сигнала, откуда недалеко и до эффективного значения. Высшие гармоники при этом будут учтены, если частота отсчётов в пределах импульса будет достаточно большой и они будут продолжаться до полного затухания переходных процессов.
заведомо нулевые отсчёты можно не делать и даже выключить АЦП на это время. Нужно только заранее точно знать, какой отсчёт будет нулевым, а какой нет.
Высокий уровень синего луча АЦП включен. Низкий уровень синего - выключен.
Желтый луч - сигнал на входе АЦП.
302796
Хорошо видно, АЦП работает только когда заранее известно, что отсчеты будут не нулевые.
SLSR, у вас на осциллограмме хорошо видно, что АЦП работает меньше даже полупериода одного колебания. Как вы собираетесь вычислять действующее значение за весь период, если АЦП большую часть времени измерения выключен?
можете объяснить зачем выключать АЦП? электричество экономите? Если так, то это пример экономии на спичках :)
АЦП , 32 мкс делает одно преобразование. Я не могу идеально точно настроить время одного преобразования на время одного импульса. Да и смысла в этом нет.
можете объяснить зачем выключать АЦП?
Не делать бесполезные отсчеты, когда и так заранее известно что отсчет будет нулевой. не тратить память и процессорное время
АЦП , 30 мкс делает одно преобразование.
теперь понятно. Скорость вашего АЦП не позволяет измерить действующее значение напряжения такого сигнала. Вам нужно успеть сделать хотя-бы пятьсот преобразований за время одного полного периода сигнала на входе. А у вас АЦП даже три преобразования за полный период сигнала не успеет сделать.
Вот нарисовал минимальное время измерения. За это время АЦП должен успеть выполнить хотябы 500 преобразований.
302797
Евгений240
19.12.2018, 09:05
Слесарь, Это что, желание покрасоваться или разработка действительно работающей конструкции без излишеств?
Ну раз уж вам так хочется знать среднее значение тока через ключи, ( Я так понимаю, вопрос связан с управлением эл. двигателем и его защитой?) то возьмите сигнал с датчика тока установленного в разрыв цепи заряда ёмкостей вашего инвертора. Среднее значение тока за период сети, с достаточной для вас точностью будет совпадать с током нескольких периодов преобразователя. Вряд ли вам нужна большая точность.
Зато конденсаторы сыграют роль ФНЧ, и оцифровать их импульс заряда не составит никаких проблем.
А можно его обработать и без всякой цифры.
Но на это вы не пойдёте. Простота - не ваш стиль. :smile:
Ну раз уж вам так хочется знать среднее значение тока через ключи, ( Я так понимаю, вопрос связан с управлением эл. двигателем и его защитой?) то возьмите сигнал с датчика тока установленного в разрыв цепи заряда ёмкостей вашего инвертора.
по условию задачи такого датчика тока нет. значение тока(действующее значение) надо знать каждый период формируемого инвертором переменного тока. в диапазоне частот переменного тока 1 ... 100 Гц.
в диапазоне частот переменного тока 1 ... 100 Гц.
у вас на осциллограмме видно, что частота входного сигнала порядка 10 кГц (период около 100 мкс).
Скорости вашего 30 кГц АЦП недостаточно для измерения действующего значения такого сигнала.
Как решение, можно заменить АЦП на более скоростной, с частотой сэмплирования 5 МГц (5 миллионов преобразований в секунду). Я ориентируюсь на точность TrueRMS мультиметров. Если устроит плохая точность, то можно ориентироваться и на 100 выборок на период, в этом случае подойдёт АЦП с частотой сэмплирования 1 МГц. Но ФНЧ на входе АЦП нужен, чтобы не мешали алиасы.
Или, как вариант, можно оставить существующий АЦП и поставить на входе АЦП аналоговый TrueRMS-to-DC преобразователь, например на базе AD636 (https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad636.pdf). Потребляет он очень немного - всего 800 μA, так что ваши требования экономии удовлетворит :)
Слесарь,а что мешает поставить датчик тока с цифровым выходом,как это сделано в энергетике и автоматике. Готовых решений тысячи и совсем не дорого.
Скорости вашего 30 кГц АЦП недостаточно для измерения действующего значения такого сигнала.
Мне необходимо измерять действующее значение сигнала от 1 до 100 Гц. В данном случае приведен пример измерения сигнала 35 Гц.
Для таких сигналов хватит быстродействия АЦП ?
302812
Мне необходимо измерять действующее значение сигнала от 1 до 100 Гц. В данном случае приведен пример измерения сигнала 35 Гц.
у вас сигнал имеет частоту 10 кГц и имеет прямоугольную форму, т.е. содержит значительные гармоники с частотами до 1 МГц и выше. У вашего АЦП всего 30 кГц.
Измеритель с полосой 100 Гц для измерения такого сигнала не подойдёт, он будет врать, т.к. сигнал содержит значительный уровень гораздо более высокочастотных составляющих.
Если бы форма вашего сигнала была синусоидой, с частотой 35 Гц, тогда можно было-бы о чём-то говорить. А так без вариантов.
Для таких сигналов хватит быстродействия АЦП ?
Конечно быстродействия такого АЦП не хватит - это очевидно.
Тут либо быстрый АЦП нужно ставить, либо аналоговую схему измерения.
Попробуйте с помощью вашего 100 МГц осциллографа рассмотреть сигнал Wi-Fi роутера (2.4 ГГц). 100 МГц осциллограф для этого не подходит. Тоже самое пытаетесь сделать и вы.
Попробуйте с помощью вашего 100 МГц осциллографа рассмотреть сигнал Wi-Fi роутера (2.4 ГГц). 100 МГц осциллограф для этого не подходит. Тоже самое пытаетесь сделать и вы.
неудачный пример.
У меня полоса пропускания фильтра перед АЦП около 30 кГц, смотрите форму сигнала на входе АЦП, что осталось от меандра работы ключей инвертора. А измеряю я частоты от 1 до 100 Гц.
Для повышения точности делаю 36 отсчетов за период формируемого выходного тока
Добавлено через 5 минут(ы):
у вас сигнал имеет частоту 10 кГц и имеет прямоугольную форму, т.е. содержит значительные гармоники с частотами до 1 МГц и выше.
если бы Вы были более внимательны, то 8 кГц, а на входе АЦП сигнал имеет не прямоугольную форму, а значительно сглаженную, так как гармоники выше 30 кГц значительно подавлены входной цепью.
АЦП заточен синхронизироваться с открытием выходных ключей инвертора, не считывает в промежутки времени когда ключи закрыты. не считывает когда цепь разорвана, когда нет тока по определению, ибо незачем.
SLSR, одним отсчётом на импульс можно обойтись только в том случае, во-первых, если эти импульсы в процессе модуляции сохраняют свою форму, меняясь лишь по амплитуде, во-вторых, отсчёт всегда попадает в одно и то же место импульса. В этом случае, зная форму импульса и место, куда попадает отсчёт, можно просто ввести поправочный коэффициент. И учтите, АЦП в большинстве микроконтроллеров не интегрирует входной сигнал. Он запоминает его мгновенное значение в момент запуска преобразования, затрачивая на это, скажем, 1 мкс, а остальные 30 мкс переводит запомненное значение в двоичную форму методом поразрядного уравновешивания. Что происходило с входным сигналом за эти 30 мкс, для АЦП остаётся неизвестным. Цифры, конечно, условные, но их соотношение приблизительно такое.
Слушатель эфира
19.12.2018, 12:36
А измеряю я частоты от 1 до 100 Гц.Это абсолютно некомпетентное заявление/высказывание, в применении к измерениям импульсных процессов.
так как гармоники выше 30 кГц значительно подавлены входной цепью
на осциллограмме я вижу значительное присутствие гармоник с частотами выше 30 кГц.
Для измерения действующего напряжения важно учесть как можно больше гармоник.
АЦП заточен синхронизироваться с открытием выходных ключей инвертора, не считывает в промежутки времени когда ключи закрыты. не считывает когда цепь разорвана, когда нет тока по определению, ибо незачем.
Время измерения определяет нижнюю границу полосы измерения. В вашем случае оно составляет порядка 30 мкс.
Чем дольше вы производите оцифровку сигнала, тем выше разрешение по частоте в сторону низких частот получаете. В вашем случае считывается только одна выборка за период. Это означает, что RBW вашего измерения составит 30 кГц. При том что АЦП выше 15 кГц видит только алиасы. Т.е. вы таким образом вообще никакой информации о составляющих сигнала не получите.
И фнч к вашему АЦП нужен 15 кГц, а не 30 кГц.
А измеряю я частоты от 1 до 100 Гц.
Для повышения точности делаю 36 отсчетов за период формируемого выходного тока
Чтобы измерять сигнал в полосе от 1 Гц, вам нужно записывать результаты оцифровки в течении как минимум 1 секунды (без перерывов и отключений!). А учитывая, что по осциллограмме там видно прямоугольный сигнал с частотой порядка 10 кГц, то верхняя граница полосы нужна как минимум 1 МГц или выше.
Таким образом, вам нужен АЦП работающий на частоте 2 МГц и записанный массив из 2 миллионов последовательных преобразований АЦП. Тогда ваша задача будет решаема.
Тот АЦП, который вы используете, подойдёт для измерения сигналов, не содержащих гармоник выше 150 Гц. Ваш сигнал не вписывается, т.к. содержит гармоники выше 30 кГц.
Добавлено через 6 минут(ы):
чтобы было понятней, попробуйте сделать частотомер, который измеряет частоту 1 Гц за время измерения 30 мкс.
Если вы хотите измерять точное эффективное значения импульсного тока...А что такое "эффективное значение" тока произвольной формы? Еще какой-то смысл можно (с трудом) найти при чисто активной нагрузке... А в общем случае надо просто измерять ток и напряжение и вычислять энергию за период.
SLSR прав в том, что заведомо нулевые отсчёты можно не делать и даже выключить АЦП на это время.Вот беда какая... Прихожу я на работу, включаю осциллограф в режиме ожидания запуска - что он делает всё время, пока запуска нет? Правильно - производит измерения по несколько миллиардов раз в секунду и пишет результат в память... А я, может, вообще ушел... :ржач:
Не делать бесполезные отсчеты, когда и так заранее известно что отсчет будет нулевой. не тратить память и процессорное время Уморил...:ржач:
Если импульсный ток постоянной амплитуды, то его можно измерить и стрелочным прибором. Для этого после детектора нужен блокировочный конденсатор, который зарядится до пикового значения сигнала и которое покажет прибор, а дальше можно вычислять те значения, которые нас интересуют.
Чтобы измерять сигнал в полосе от 1 Гц, вам нужно записывать результаты оцифровки в течении как минимум 1 секунды (без перерывов и отключений!).
Да. В течении 1 сек будет записано 36 оцифровок и на базе полученных 36 значений вычислено среднеквадратичное.
exEW1DC, измерить можно только если точная форма сигнала заранее известна, тогда можно ввести поправочные коэффициенты. Если форма сигнала постоянно меняется (а это случай ТС), то измерить так действующее значение не получится.
Да. В течении 1 сек будет записано 36 оцифровок и на базе полученных 36 значений вычислено среднеквадратичное.
а нужно за эту 1 секунду записать 2 миллиона оцифровок, причём БЕЗ ПАУЗ, а у вас всего 36 и с паузами.
импульсы в процессе модуляции сохраняют свою форму, меняясь лишь по амплитуде.
отсчёт всегда попадает в одно и то же место импульса
АЦП в большинстве микроконтроллеров не интегрирует входной сигнал
1. Форма достаточно идентична. изменяется в основном амплитуда.
2. Отсчет всегда попадает в одно и то же место, с наносекундной точностью. Имеется в виду в то же место отмеряя промежуток от момента открытия выходных ключей.
3. Глубоко не вникал в работу АЦП, но судя по тем данным которые вводятся при конфигурировании АЦП. Когда подключаю АЦП к одному из аналоговых входов МК, заряжается внутренний конденсатор до уровня входного сигнала. Выдерживаю некоторую паузу для гарантированного полного заряда конденсатора несколько пФ через сопротивление несколько кОм. Запускаю преобразование. Внутренний конденсатор отключается от аналогового входа и начинается преобразование. Преобразование длится конфигурируемое время.
То есть, на момент подачи команды GO внутренний конденсатор должен схватить полный потенциал входного сигнала.
Короче, в принципе, сколько заряжается внутренний конденсатор и сколько длится преобразование, известно. Можно достаточно точно настроить чтоб конденсатор схватывал полную магнитуду входного сигнала.
а нужно за эту 1 секунду записать 2 миллиона оцифровок
Зачем? Меня устроит 1% точность. 0.00001% точность меня не интересует.
Зачем? Меня устроит 1% точность.
В течении 1-й секунды нужно записывать, потому что вас интересует частотный диапазон измерителя от 1 Гц. 2 миллиона значений за эту секунду нужно записать, т.к. сигнал который вы измеряете содержит 10 кГц меандр, с вч гармониками. Раз в сигнале присустствуют ВЧ составляющие, АЦП должен быть способен их зафиксировать. Если бы сигнал был низкочастотной, например 35 Гц чистой синусоидой, тогда такая частота дискретизации была бы не нужна.
У вас грязный меандр 10 кГц, а не чистый синус 35 Гц. Поэтому прийдётся ставить 2 МГц АЦП и писать его непрерывный выхлоп в течении 1 секунды (т.к. полоса измерения от 1 Гц). 2 МГц АЦП за 1 секунду выдаёт 2 миллиона значений. Их нужно записать и обработать.
Зачем? Меня устроит 1% точность. 0.00001% точность меня не интересует.
0.00001% вы в домашних условиях и не получите. В лучшем случае речь может идти о процентах.
чтобы было понятней, попробуйте сделать частотомер, который измеряет частоту 1 Гц за время измерения 30 мкс.
частоту 1 Гц я обычно измеряю МК за один период колебания с точностью как минимум тысячных долей. а может и стотысячных долей.
0.00001% вы в домашних условиях не получите.
а мне и не надо
Слушатель эфира
19.12.2018, 18:47
Бред. Вы частоту 1 Гц за такое время не измеряете, а рассчитываете, используя заранее известную или достоверно предполагаемую информацию в модели.
частоту 1 Гц я обычно измеряю МК за один период колебания с точностью как минимум тысячных долей. а может и стотысячных долей.
Вы частоту 1 Гц измерьте не за 1 период, который составляет 1 секунду, а за 30 мкс. Тоесть за время 1/33333 секунды. Когда поймёте почему это невозможно, тогда может поймёте почему в вашем случае измерить действующее значение сигнала с 10 кГц меандром с помощью одного сэмпла 30 кГц АЦП невозможно.
Вернее можно, но только если поставить перед входом АЦП аналоговый TrueRMS-to-DC преобразователь, но ждать результата измерения всёравно прийдётся не менее 1 секунды. И всю эту 1 секунду TRMS2DC должен непрерывно работать. Потому что природу не обманешь :)
аз в сигнале присустствуют ВЧ составляющие, АЦП должен быть способен их зафиксировать.
А он и фиксирует, включаясь в период прохождения ВЧ сигнала через вершину, выхватывает величину. Ну а так как смежные вершины ВЧ сигнала идентичны, он выхватывает например каждую 7 вершину. Набрав 36 величин за время одного периода НЧ сигнала формируемого инвертором, вычисляется среднеквадратичное значение НЧ сигнала.
Добавлено через 5 минут(ы):
Вы частоту 1 Гц измерьте не за 1 период, который составляет 1 секунду, а за 30 мкс. Тоесть за время 1/33333 секунды. Когда поймёте почему это невозможно
Во первых, возможно измерить частоту 1 Гц за 30 мкс, с некоторой потерей точности. И это достаточно легко осуществить. Это будет простое предсказание, потому как обычно сигналы в "механике" имеют высокую повторяемость.
Во вторых, к моей задаче это не имеет отношения, так как в данном случае я не измеряю частоту, частота в данном случае задается. Я измеряю действующий ток.
А он и фиксирует, включаясь в период прохождения ВЧ сигнала через вершину, выхватывает величину
ничего он у вас не фиксирует. Для действующего значения нужно измерить точную форму сигнала. А ваш АЦП едва способен зафиксировать основную частоту сигнала, даже вторую гармонику он фиксировать уже не может. Восстановить форму сигнала при таких условиях вообще невозможно, т.к. смотри теорему Котельникова.
Да к тому-же вы только одну точку измерения на период сигнала делаете. По одной точке измерения восстановить форму сигнала вообще невозможно, от слова никак. Поэтому измерение действующего напряжения при таких условиях никак невозможно.
Во первых, возможно измерить частоту 1 Гц за 30 мкс, с некоторой потерей точности. И это достаточно легко осуществить. Это будет простое предсказание, потому как обычно сигналы в "механике" имеют высокую повторяемость.
нет это невозможно, даже если известно, что на входе чистейшая синусоида, т.к. неизвестно на какой участок синусоиды попадёт 30 мкс измерения.
в вашем случае измерить действующее значение сигнала с 10 кГц меандром с помощью одного сэмпла 30 кГц АЦП невозможно
Во первых меандр 8 кГц, об этом неоднократно писалось.
Во вторых, За одно преобразование АЦП считываю не действующее значение сигнала 8 кГц, скажем так, разовое пиковое значение. Нескольких таких отсчетов за период формируемого инвертором сигнала, например 35 Гц, достаточно чтоб с достаточной точностью вычислить действующее значение 35 Гц.
Во первых меандр 8 кГц, об этом неоднократно писалось.
в данном случае это не существенно, для упрощения можно использовать 10 кГц.
Во вторых, За одно преобразование АЦП считываю не действующее значение сигнала 8 кГц, скажем так, разовое пиковое значение.
пиковое на момент измерения - это пожалуйста, а действующее при таких условиях не выйдет. Пересчитать пиковое значение в действующее при таких условиях тоже не получится, т.к. на входе не чистая синусоида, а рандомный грязный меандр.
нет это невозможно, даже если известно, что на входе чистейшая синусоида, т.к. неизвестно на какой участок синусоиды попадёт 30 мкс измерения.
Вообщет, я неоднократно реализовывал подобное.. например измерение частоты вращения вала электродвигателя, например для СМА, там 8 импульсов за 1 оборот вала эл. двигателя и частоте вращения от 16 до 16000, за несколько импульсов с лучше чем 1% точностью (для низких частот вращения точность лучше 0.01%). То есть, стиральный барабан СМА не успевал сделать еще и 10 части одного оборота, а частота вращения его уже известна. На этом принципе, на таком быстродействии, строится и алгоритм вычисления неравномерности вращения за 1/3 оборота барабана СМА, для того чтоб знать дисбаланс раскладки белья, в какой из частей стирального барабана преобладание массы белья, чтоб автомат мог равномерно раскладывать перед отжимом.
А тут считай прямоугольные сигналы да еще и заданной формы.
Слушатель эфира
19.12.2018, 19:16
это невозможно, даже если известно, что на входе чистейшая синусоида, т.к. неизвестно на какой участок синусоиды попадёт 30 мкс измерения.Да ну?! Если мы знаем приблизительно диапазон изменений частоты, то рассчитать синусоиду по нескольким точкам не проблема, но никак не менее трёх точек надо
нет это невозможно, даже если известно, что на входе чистейшая синусоида, т.к. неизвестно на какой участок синусоиды попадёт 30 мкс измерения.
А датчик перехода через ноль на что?
А в данной задаче и датчика перехода через ноль не надо, так как генератор ШИМ инвертора открывающий выходные ключи сам заранее сообщает для АЦП что будет открывать ключ и пойдет ток который надо регистрировать АЦП.
Да ну?! Если мы знаем приблизительно диапазон изменений частоты, то рассчитать синусоиду по нескольким точкам не проблема, но никак не менее трёх точек надо
с тем, что для некоторого ограничения входных частот чистую синусоиду можно измерить, соглашусь. Хотя очень сомневаюсь, что это получится сделать для 1 Гц за 30 мкс без сбоев распознавания какой именно фрагмент синусоиды попался на измерение. Если же форма сигнала заранее неизвестна, то привязаться уже не к чему и такое измерение вообще невозможно.
Вообщет, я неоднократно реализовывал подобное.. например измерение частоты вращения вала электродвигателя, за несколько импульсов с лучше чем 1% точностью (для низких частот вращения точность лучше 0.01%)
ну вот у вас низкая частота вращения и за 30 мкс пришло 0 импульсов, вот и определите частоту вращения двигателя с точностью лучше 0.01%... ;-)
ну вот у вас низкая частота вращения и за 30 мкс пришло 0 импульсов, вот и определите частоту вращения двигателя... ;-)
А там это не так работает. Там допустим при каждом импульсе тахометра считывается сколько насчитал 16 бит таймер. два таких отсчета и скорость в об./мин. известна с достаточной точностью. Ну а если 8 импульсов тахометра за 1 оборот вала двигателя, то скорость известна за 1/8 оборота двигателя. Если таймер переполнился, значит скорость 0.
Слушатель эфира
19.12.2018, 19:35
Чисто математически высчитать частоту около и 1 Гц можно абсолютно точно, думаю, что по четырём точкам, четвёртая нужна из-за ещё одного переменного параметра - амплитуда. На какой именно участок попадут эти точки, если они будут в пределах, скажем, полупериода, неважно. Практическая точность будет ограничена точностью входных данных, вплоть до получения результата с точностью наоборот, если интервал измерения сильно короче периода колебаний и (или) дискретизация по амплитуде низкая.
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot