Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 10

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  pomiary składowych impedancji
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne defektoskopii magneto – indukcyjnej oraz jej modyfikacje ułatwiające badania zmian struktury i degradacji zmęczeniowej. Wykazano wysoką rozdzielczość pomiarów w identyfikowaniu stanu elementów metalowych poprzez analizę zmian eksploatacyjnych parametrów elektrycznych i magnetycznych w funkcji częstotliwości sygnału w cewce pomiarowej. Przedstawiono rozwiązania praktyczne w postaci urządzeń i metod pomiarowych umożliwiające obniżenie kosztów badań w stosunku do profesjonalnych urządzeń defektoskopowych.
EN
This paper presents the theoretical foundations of magneto-inductive flaw detection and its modifications facilitating the study of changes in the structure and fatigue degradation. We have proved high measuring resolution in identification of metal element condition with analysis of operational changes of electric and magnetic parameters as a function of the measurement coil signal frequency. The paper presents practical solutions in the form of equipment and measuring methods making it possible to lower testing costs in relation to professional flaw detection equipment.
PL
W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne defektoskopii magneto-indukcyjnej w nowym obszarze badań struktury oraz degradacji zmęczeniowej elementów ze stali ferro i paramagnetycznych. Wysoką rozdzielczość pomiarów w identyfikowaniu stanu elementów metalowych uzyskano poprzez analizę parametrów elektrycznych i magnetycznych w funkcji częstotliwości pracy sondy. Zaproponowano nisko-kosztowe rozwiązania praktyczne w postaci urządzeń i metod pomiarowych.
EN
This article presents theoretical foundations of magneto-inductive (eddy-current) detection in a new area of testing the structure and fatigue degradation of ferro and paramagnetic steel elements. High measuring resolution in identification of metal elements condition has been shown by analysis of electric and magnetic parameters as a function of probe operation frequency. It also presents low-cost practical solutions in the form of measuring methods and equipment.
PL
W artykule przedstawiono ocenę niepewności aparaturowej pomiaru modułu i kąta fazowego impedancji za pomocą algorytmu dopasowania do sinusoidy oraz dwóch wersji algorytmu dopasowania do elipsy - klasycznej i zmodyfikowanej o algorytm analizy składowych głównych. Metodą Monte Carlo wyznaczono budżety niepewności dla badanych algorytmów oraz macierze niepewności. Wykazano, że podstawowym źródłem niepewności aparaturowej jest błąd wzmocnienia - dla modułu impedancji i szum wejściowy - dla kąta fazowego.
EN
An estimation of the instrument uncertainty of magnitude and phase angle measurement of impedance by using sine fitting algorithm, and the two versions of ellipse-fitting algorithm – the classical and the modified by algorithm of principal component analysis (PCA) is presented in the paper. In the sine fitting algorithm, based on LMS method, the values of orthogonal components of voltage and current (3) are used to calculate the impedance components |Z| and , from Eq. (4). In the classical ellipse fitting algorithm, based on the determined value of the parameter vector a (Eq. (6)), the impedance components are calculated from Eq. (7). In the modified ellipse fitting algorithm, the measuring system is supplemented by an additional acquisition channel of the generator signal. The classical ellipse fitting algorithm is then preceded by a fitting to the plane algorithm, using the method of principal components analysis [7]. Histograms in Figs. 1 and 2 show relative measurement errors impedance components obtained by the Monte Carlo method. Uncertainty budgets were determined for the tested algorithms as well as the uncertainty matrices. In the Tabs. 2 and 3 are shown the contributions to the standard uncertainty of the various uncertainty sources. It has been shown that the basic source of the uncertainty is the gain error - for the magnitude of impedance, and the input noise - for the phase angle. Components values of the combined standard uncertainty of impedance values estimation and the shape of probability distribution depend on the form of a processing algorithm.
PL
W artykule przedstawiono ideę i realizacja równoległych układów quasi-zrównoważonych umożliwiających jednoczesny pomiar dwóch składowych impedancji a także współczynnika strat dielektrycznych kondensatorów rzeczywistych i dobroci cewek rzeczywistych. Zaletą układów równoległych jest możliwość pomiaru obydwu składowych jednocześnie oraz maksymalna zbieżność. Przedstawiono przykładową realizację układu równoległego zrealizowana programowo.
EN
This paper presents the idea and implementation of parallel quasi-balanced circuits allowing simultaneous measurement of two components of impedance as well as measurement of real capacitors dielectric loss factor and real coils quality factor. The advantage of the parallel circuits is the ability to measure both components at the same time and the maximum convergence. An example of the implementation of the parallel circuit in the LabView environment has been presented.
PL
W artykule przedstawiono algorytm do estymacji składowych impedancji, wyznaczonych na podstawie spróbkowanych wartości napięć związanych z tą impedancją oraz napięcia generatora zasilającego układ pomiarowy. W celu wykorzystania algorytmu dopasowania do elipsy, do zredukowania wymiaru macierzy danych wejściowych, zastosowano analizę głównych składowych. Uzyskane wyniki porównano z algorytmem dopasowania do elipsy dla danych pierwotnych, nie uwzględniających ograniczenia wynikającego z pomiaru napięcia generatora.
EN
The paper presents an algorithm for estimating impedance components that were determined on the basis of sampled voltages associated with this impedance as well as a voltage of the signal generator feeding the measuring system. Since all signal processing circuit elements introduce errors, a set of N points described by equations (5) does not lie on the plane but it creates a cloud in the 3-D space. To determine the parameters of the plane (5b) on which the measurement results should be located, the principal component analysis can be used [10]. In this method the data dimension is reduced by searching for a plane which maximizes the variance of the data collected in X. For sequences of the sampled signal values, the covariance matrix of a sample (6) can be calculated. Then there are determined eigenvalues λ and eigenvectors aj of the covariance matrix C. A base of the plane which is the best 2-D approximation of the data contained in X is defined by the eigenvectors a1 and a22. For the determined base of the plane, the data can be transformed to the coordinate system defined by the vectors a1 and a2 (8). The adjusted coordinate values of points in the coordinate system Oxyz, are obtained after transformation (9). The first two columns of this matrix are the input data for the ellipse-fit algorithm. The results obtained with use of the principal component analysis were compared with those from the ellipse-fit algorithm for raw data, without taking into account constraints of the generator voltage measurement. Properties of the proposed algorithm and particularly the influence of incoherent sampling were examined with the Monte Carlo method. The influence of incoherent sampling on the random characteristics of the relative measurement error of impedance components is shown in Fig. 3 in the form of histograms of error values of the module δ|Z| and the phase angle δφ of the impedance Z.
PL
W artykule przeanalizowano możliwość zaklasyfikowania metody rezonansowej do jednej z głównych klas metod pomiarowych. Wykazano, że metoda rezonansowa może być zakwalifikowana jednocześnie do klasy metod zerowych, niezerowych oraz quasi-zrównoważonych. Oceniono, że istniejący podział metod pomiarowych nie pozwala na jednoznaczne klasyfikowanie metod - istnieją metody pomiarowe spełniające kryteria klasyfikacji do różnych klas pomiarowych lub realizujące jednocześnie pomiar zerowy i niezerowy.
EN
Methods of impedance component measurement can be numbered among two main classes: balanced and non-balanced methods. The criterion of numbering is presence of a standard in the measuring process. In balanced circuits realizing balanced methods the impedance standard is continuously present in the measuring process. The measured quantity is compared directly with the standard. The impedance standard value is variable and changes during the measuring process. The diagram of signal flow in balanced circuits is shown in Fig. 1. In non-balanced circuits the impedance standard is present only in the standardizing process. Then the standard is absent. The diagram of signal flow in non-balanced circuits is shown in Fig. 2. A quasi-balanced circuit is presented in Fig. 3. The quasi-balanced circuits are non-balanced circuits with some features of the balanced circuits. The resonance method of impedance measurement is a method using an electrical resonance phenomenon. A diagram of the resonance circuit is shown in Fig. 4. The resonant circuit is according to literature a non-balanced circuit. This circuit can be, according to equations (1) to (6), included among the balanced circuits or according (7) to (9) classified as a quasi-balanced circuit. The conclusion is that there are some problems with selected circuits to number them among one of the main classes of measuring methods. The resonance circuits are one of them. A new approach to classification is needed.
PL
W artykule przedstawiono porównawczą ocenę niepewności pomiaru impedancji, wyznaczonej za pomocą algorytmu dopasowania do elipsy oraz algorytmu DFT z oknem Hanninga. Wykorzystując metodę Monte Carlo, przeanalizowano wpływ niekoherentnego próbkowania na rozkład prawdopodobieństwa błędu składowych impedancji w układzie współrzędnych biegunowych.
EN
In this paper there is presented comparative evaluation of the result uncertainty of impedance component measurement with use of the ellipse-fitting algorithm and DFT algorithm with Hanning's window under the non-coherent sampling conditions. Impedance compo-nents in both cases are determined on the grounds of pairs of signal samples collected simultaneously, in accordance with the model described by equation (1). After elimination of time, it can be presented as conic curve equation (2). Under asynchronous sampling conditions, the dependence between sampling period Ts and unknown signal period T can be described as (5), in which is a window desinchronisation factor. Then, in order to decrease the influence of the spectral leakage effect, time window w(n) should be used and the values of complex spectrum components should be determined from equation (7), while the unknown impedance components from equation (4). The ellipse-fitting algorithm determines the values of ellipse equation coefficients (8) with use of the least squares method, calculating the eigenvector a corresponding to the least positive eigenvalue . On the basis of the known values of vector a elements, the impedance component values are calculated from equation (12). Characteristics of the compared algorithms have been examined with use of the Monte Carlo method, analysing the influence of non-coherent sampling on the probability distribution of the impedance component error, for two impedances Z1 and Z2 with different values of phase angle. The results of this experiment in the form of bivariate histograms of the resultant relative measurement error of impedance components ?|Z| and ? are presented in Figs. 2-4. The influence of the desinchronisation factor value on random characteristics of the impedance relative measurement error in the form of empirical distribution curves are shown in Figs. 5 and 6.
8
PL
W artykule przedstawiono algorytm estymacji składowych impedancji na podstawie trzech spróbkowanych wartości napięcia i prądu związanych z mierzoną impedancją. Do realizacji algorytmu zaproponowano wykorzystanie iloczynu skalarnego wektorów. Algorytm uzupełniono o procedurę eliminacji wpływu składowej stałej oraz trzeciej harmonicznej na wynik estymacji. Właściwości zaproponowanego algorytmu, a w szczególności wpływ niekoherentnego próbkowania oraz rozdzielczości przetworników a/c, zbadano metodą Monte Carlo.
EN
In the paper a simple algorithm for impedance component estimation on the basis of three successive signal samples connected with the measured impedance measured at 1/3 period interval of the given sinusoidal signal is presented. To realise this algorithm, use of scalar product of vectors (7) is proposed. In order to eliminate the influence of errors related to the dc offset in data acquisition systems and the third harmonic, the obtained algorithms were properly modified, and finally presented as (12). The proposed algorithm properties and, particularly, the influence of incoherent sampling and A/D converter resolution were examined with use of the Monte Carlo method. Simulations were carried out for two impedances Z1 and Z2 of different phase angle values. The influence of the A/D converter resolution equal to 8, 12 and 16 bits was examined. It was assumed that the instant when the sampling of the input waveforms begins varies randomly in the range from 0 to T, and the desinchronisation factor value - in the limited range to š1% of the full range. The experiment results experiment in the form of bivariate histograms of the resultant absolute measurement error of impedance components ?R and ?X, for 12-bit A/D converters are shown in Figs. 1 and 2, for impedance Z1 and Z2 respectively. The influence of the A/D converter resolution on the random characteristics of the absolute measurement error of the impedance components is shown in Figs. 4-6, in the form of histograms and empirical cumulative distribution curves.
PL
W artykule przedstawiono ocenę niepewności pomiaru impedancji, wyznaczonej w układzie pomiarowym z dwukanałowym przetwornikiem próbkującym. Wykorzystując metodę Monte Carlo, przeanalizowano wpływ błędu dynamicznego oraz błędu kwantowania na rozkład prawdopodobieństwa błędu składowych impedancji. Porównano propagację tych błędów dla trzech algorytmów wykorzystujących ciągi próbek napięcia i prądu, pobranych w czasie trwania okna pomiarowego równego okresowi napięcia wymuszającego. Na podstawie otrzymanego rozkładu prawdopodobieństwa wyznaczono wartość rozszerzonej niepewności pomiaru składowych impedancji.
EN
The article presents estimation of the impedance measurement uncertainty determined in the measurement circuit with two-channel sampling sensor. Using Monte Carlo method, influence of dynamic error and quantisation error on the probability distribution of impedance components error has been analysed. Comparison has been made of these errors propagation for three algorithms using sequences of voltage and current samples taken during the measurement window equal to the period of sinusoidal forcing voltage. On the basis of the obtained probability distribution, the value of the expanded uncertainty of impedance components has been determined.
PL
W artykule zaprezentowano przykładowe rozwiązania aktywnych, quasi-zrównoważonych układów do pomiaru składowych impedancji, a następnie odpowiedni, ogólny schemat strukturalny takich układów wraz z ogólnym równaniem przetwarzania (ogólnym modelem matematycznym). Zwrócono uwagę na podstawowe cechy omawianych układów pomiarowych, którymi są: możliwość pomiaru dowolnej, ale tylko jednej ze składowych mierzonej impedancji, możliwość sprowadzenia układu do stanu quasi-równowagi za pomocą jednego elementu regulacyjnego i tym samym zachowanie stale maksymalnej zbieżności.
EN
In this paper some solutions of quasi-balanced circuits for impedance components measurements are presented. The general model of these circuits is presented as well. The basic properties of quasi-balanced circuits are: a possibility of measurement of the one and only component, only one regulation element and always maximal convergence.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.