Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 33

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The paper concerns the RC equivalent circuit of electrochemical cell with the impedance changed during the experiment. The model was constructed using the digital potentiometers controlled by the microcontroller. This solution allows to control the model impedance by the software means. By creating adequate changes of the impedance spectrum as a time function, the different impedance measurement method can be tested to find out the the limitation of each method as well as to test the instrumentation.
PL
Przedmiotem artykułu jest model układu elektrochemicznego, którego impedancja jest zmieniana w czasie w sposób kontrolowany programowo. Do konstrukcji modelu wykorzystano potencjometry cyfrowe sterowane mikrokontrolerem. Odpowiednie ukształtowanie zmian widm impedancyjnych w funkcji czasu (impedancjogramów) pozwala na ustalenie ograniczeń różnych metod pomiaru impedancji.
EN
Estimation of energy consumption of low-power devices is not widely discussed in the scientific literature, but this topic is getting more and more popular. Evaluation process of newly developed methods and instrumentation requires carefull treatment. In order to fulfill this niche, the set of micro-power microcontroller based devices was proposed. The devices represent typical energy consuption profiles and allow experimental verification of newly developed methods for energy estimation.
PL
Estymacja poboru energii układów mikromocowych nie jest zbyt obszernie opisywana w literaturze, choć temat ten staje się coraz bardziej popularny. Testowanie metod i urządzeń pomiarowych małych energii wymaga zastosowania odpowiedniego podejścia, w tym celu zaproponowano i przebadano zestaw urządzeń reprezentujących typowe profile poboru energii i pozwalających praktycznie weryfikować metody estymacji poboru małych energii.
3
Content available remote On the use of a charge balancing method for low energy measurements
EN
The paper presents the method for the estimation of the energy consumption of the low-power microcontroller-based devices. Due to high dynamics of the changes of the supply current of the tested devices during the operational cycle, the consumed energy estimation is not easy. In order to avoid disadvantages of known methods, the charge balancing method was employed similarly like in some types of A/D converters.
PL
W pracy przedstawiono propozycję sposobu oceny energii pobieranej przez niskomocowe urządzenia mikrokontrolerowe. Ze względu na dużą dynamikę zmian prądu zasilania podczas cyklu pracy urządzenia, oszacowanie pobranej energii nie jest łatwe. W celu uniknięcia wad dotychczasowych rozwiązań zaproponowano wykorzystanie metody równoważenia ładunku podobnie jak ma to miejsce w wybranych typach przetworników a/c.
PL
W artykule omówiono trzy metody pomiaru małych energii dla oceny układów zasilania typu „energy-harvesting” i systemów mikromocowych. Opisano klasyczną metodę techniczną, jak i estymację energii zarówno poprzez pomiar ładunku oraz wykorzystanie równoważenia ładunku. Niezależnie od metody pomiaru, zwrócono uwagę na specyficzny, impulsowy i nieregularny charakter poboru energii przez systemy mikromocowe oraz podobny impulsowy charakter energii wytwarzanej przez przetworniki energy harwester (EH).
EN
The article is concern on the issues of measurement methods of small energy low-power devices which collecting the Energy avilable in the enviroment. The main difficulty in constructing such devices is an estimation of energy demand. The average power consumption the low-power system is typically calculated in microwatts. Accurate measurement of the energy consumed by a typical micropower system is problematic - measuring device must have a large dynamic range. It is assumed that the measured currents can be varied by at least two orders of magnitude. There must be a wide band width due to the fact that a large current is consumed in a very short time (pulse). Similar requirements determine the measurement of the Energy supplied from alternative sources. Electrical energy available at the output of converter usually appears irregularly in pulses of varying intensity of current and different voltages. For this reasons technical method and use of current-voltage converters are useless. The another method assumes sampling the signals of supply voltage and current and performing multiplication and integration numerically, but it have a number of drawbacks. Charge counting method gives more reliable results than the voltage and current measurement, even using high-speed A/D converters. Unfortunately, it is problematic to use the circuit in this form to measure the amount of energy generated by the EH source, because the measured current is flowing out of the system. The concept of measurement based on the principle of operation on the A/D converters to the load balancing is a bit more complicated in hardware implementation. The meter built according to the Figure 6 allows the measurement of the flow charge with an accuracy not worse than 2.5% on the highest resolution, and not worse than 1.2% for a resolution of 5 thousand plots. This type of device may measure the charge flowing in one direction, for example from the source to the battery.
5
Content available remote Low-power device simulator for micro-energy measurement methods testing
EN
The paper presents low-power device simulator designed for testing of micro-energy measurement methods. Such kind methods can be used for evaluation of power systems based on Energy Harvesting. The device allows to set the current consumption characteristic over the time, thus making possible playing the role of different types of low-power devices e.g. simulating sensor network node.
PL
W artykule omówiono symulator urządzenia mikromocowego przeznaczony do testowania metod pomiaru mikroenergii wykorzystywanych podczas oceny energetycznej systemów zasilania opartych na pozyskiwaniu energii ze środowiska. Urządzenie pozwala na kształtowanie przebiegu poboru prądu w czasie, co umożliwia odtwarzanie zachowania dowolnego urządzenia mikromocowego np. symulację węzła sieci sensorowej.
6
EN
The main problem in designing devices powered with Energy Harvesting is an estimation of energy demand of low-power devices as well as quantity of energy provided by the selected energy transducer in the assumed work conditions. Due to the work characteristic of each block of the device and properties of the measured signal, measurement is not trivial. The paper presents the proposal of the micro-charge measurement device based on an integrating coulombmeter.
PL
Główną trudnością w konstrukcji urządzeń zasilanych energią ze środowiska jest oszacowanie zużycia energii przez urządzenie mikromocowe oraz ilości energii dostarczanej przez wybrany przetwornik w założonych warunkach pracy. Ze względu na charakter pracy poszczególnych bloków oraz właściwości mierzonych sygnałów, pomiar nie jest trywialny. Artykuł przedstawia propozycję układu pomiaru ładunku na bazie kulombometru całkującego.
EN
The paper presents an implementation of the ellipse-fitting algorithm in the impedance measurement system based on DAQ card equipped with FPGA chip. The method implementation was tested by simulation means as well as experimentally in the designed and presented measurement system. Finally, the limit values of sampling parameters which assures satisfying accuracy were given.
PL
W artykule omówiono implementację algorytmu ellipse-fitting w systemie pomiarowym impedancji na bazie karty DAQ z układem FPGA. Implementacja metody została przebadana zarówno symulacyjnie jak również eksperymentalnie w zaprezentowanym systemie. Przedstawiono minimalne wartości parametrów próbkowania dla zapewnienia akceptowalnej dokładności.
8
EN
The paper deals with wireless data transmission security in the distributed measurement and control system. An overview of cryptographic algorithms was presented paying special attention to the algorithm dedicated to units with low processing power, which is important due to minimization of energy consumption. Measurement modules equipped with simple microcontrollers send data wirelessly to the central unit. The transmission was secured using modified XXTEA algorithm assuring low requirements for resource usage.
PL
Artykuł dotyczy bezpieczeństwa bezprzewodowej transmisji danych w rozproszonym systemie pomiarowo-sterującym. Dokonano przeglądu algorytmów szyfrowania ze szczególnym uwzględnieniem tych dedykowanych do jednostek o niewielkiej mocy obliczeniowej. Moduły pomiarowe oparte na prostych mikrokontrolerach przesyłają do centrali systemu dane zabezpieczone zmodyfikowanym algorytmem XXTEA o niskich wymaganiach sprzętowych.
PL
W pracy zaproponowano i przetestowano nową koncepcję woltomierza wektorowego z wykorzystaniem cyfrowego przetwarzania sygnałów. Obliczenia prowadzone są sukcesywnie z akwizycją próbek sygnałów pomiarowych, bez gromadzenia ich w pamięci, przy zachowaniu wysokiej częstotliwości próbkowania. Wymaganej mocy obliczeniowej dostarcza układ FPGA. Do obliczania transformaty użyto pamięci wzorca sinusa umieszczonej w układzie FPGA oraz 4 identycznych bloków pracujących równolegle: mnożnika i akumulatora.
EN
In the paper, a new concept of a vector voltmeter for the impedance spectroscopy analyzer is proposed. The voltmeter uses the digital signals processing method for determination of orthogonal parts of measurement signals. The Discrete Fourier Transform calculations are performed “on-the-fly”, successively with acquisition of measurement signals samples, without the need of storing samples in a memory, while assuring the high sampling frequency. The required processing power was supplied by a Spartan 3 FPGA chip. For Fourier transform calculation, the sine pattern stored in the FPGA and 4 identical block sets, a multiplier and an accumulator, were created by Core Generator and used. The previously used vector voltmeter solution was based on a DSP processor with additional circuits (CPLD chip, memories, buffers) and was replaced by a single FPGA chip solution. The selected FPGA offers enough resources and allows reducing the number of additional external components. The prototype of the proposed solution was realized using the FPGA evaluation board with an added module of A/D and D/A converters (Fig. 3). The analyzer was realized in a form of a virtual instrument, the control panel was created by software. The tests were performed on the reference resistors (Figs. 8 and 9). The prototype proved the concept. However, it requires further works. It is necessary to look for a more energy-efficient FPGA chip as well as to optimize the project in terms of powerconsumption minimization.
PL
Współpraca wielu urządzeń pomiarowych czy długotrwała akwizycja danych napotyka problemy: brak jednolitego interfejsu umożliwiającego użytkownikowi proste zarządzanie zbieraniem danych i przejrzystą ekspozycję danych, zużycie energii komputera nadzorującego ciągłą pracę sieci przyrządów pomiarowych. Rozwiązaniem może być zastosowanie autonomicznego kontrolera procesu akwizycji danych umożliwiającego konfigurację parametrów pracy i odczyt wyników.
EN
Multiple measurement instruments cooperation as well as long-lasting data acquisition can arise problems due to lack of unified interface for data collection management and data visualization and also energy consumption of computer controlling instruments network. These problems can be solved using autonomous acquisition controller allowing to configure parameters and to view collected data. The device is based on single-board computer with ARM9 processor working under Linux operating system. The application running on the controller allows performing multiple acquisition schedules and uses database approach for data collection. The controller can be managed using web-based user interface, which gives high flexibility and is operating system independent. The main advantage of this solution is low power consumption: the device uses below 1.5W.
EN
The paper presents an impedance measurement method using a particular sampling method which is an alternative to DFT calculation. The method uses a sine excitation signal and sampling response signals proportional to current flowing through and voltage across the measured impedance. The object impedance is calculated without using Fourier transform. The method was first evaluated in MATLAB by means of simulation. The method was then practically verified in a constructed simple impedance measurement instrument based on a PSoC (Programmable System on Chip). The obtained calculation simplification recommends the method for implementation in simple portable impedance analyzers destined for operation in the field or embedding in sensors.
EN
In this paper the method of fast impedance spectroscopy of technical objects with high impedance (|Zx| ≥ 1 GΩ) is evaluated by means of simulation and a practical experiment. The method is based on excitation of an object with a sinc signal and sampling the response signals proportional to current flowing through and voltage across the measured impedance. The object’s impedance spectrum is obtained with the use of continuous Fourier transform on the basis of linear approximations between samples in two acquisition sections, connected with the duration of the sinc signal. The method is first evaluated in MATLAB by means of simulation. An influence of the sinc signal duration and the number of samples on impedance modulus and argument measurement errors is explored. The method is then practically verified in a constructed laboratory impedance spectroscopy measurement system. The obtained acceleration of impedance spectroscopy in the low frequency range (below 1 Hz) and the decrease of the number of acquired samples enable to recommend the worked out method for implementation in portable impedance analyzers destined for operation in the field.
EN
The paper presents the family of three analyzers allowing to measure impedance in the range of 10 Ω<|Zx|<10 GΩ in a wide frequency range from 10 mHz up to 100 kHz. The most important features of the analyzer family are: miniaturization, low power consumption, low production cost, telemetric controlling and the use of an impedance measurement method based on digital signal processing (DSP). The miniaturization and other above-mentioned features of the analyzers were obtained thanks to the use of the newest generation of large-scale integration chips: e.g. "system on a chip" microsystems (AD5933), 32-bit AVR32-family microcontrollers and specialized modules for wireless communication using the ZigBee standard. When comparing metrological parameters, the developed instrumentation can equal portable analyzers offered by top worldwide manufacturers (Gamry, Ivium) but outperforms them on smaller dimensions, weight, a few times lower price and the possibility to work in a distributed telemetric network. All analyzer versions are able to be put into medium-volume production.
PL
W artykule przedstawiono prototyp analizatora impedancji, w którym zastosowano dwa mikrosystemy AD5933 do wydzielania składowych ortogonalnych sygnałów pomiarowych w zakresie częstotliwości od 0,01 Hz do 1 kHz i detektory fazoczułe dla częstotliwości z przedziału 1 kHz - 100 kHz. Przyjęte rozwiązanie pozwoliło wyeliminować błędy pomiaru argumentu impedancji wprowadzane przez AD5933 w górnym zakresie częstotliwości. Uzyskany błąd względny pomiaru modułu impedancji mieści się w przedziale š1%, a bezwzględny argumentu š1° w całym zakresie częstotliwości.
EN
The paper presents a prototype of an impedance analyzer in which two AD5933 microsystems (Fig. 1) for determination of measurement signal orthogonal parts in the frequency range from 0,01 Hz up to 1 kHz and phase-sensitive detectors for the frequency range 1 kHz ? 100 kHz (Fig. 2) are employed. The phase-sensitive detectors (Fig. 3) were realized using operational amplifiers (AD8065) whose gain was changed from -k to +k and vice-versa, depending on the state (shorted or open) of switches (ADG451) driven by the reference signal. Separate generators AD9833 were used for generation of the excitation signal of the measured impedance and the reference signal. The generators were synchronized by means of the common signal used also by the phase-sensitive detectors. The assumed solution allowed eliminating the impedance argument errors caused by AD5933 in the high frequency range (Fig. 5), while simultaneously minimizing the time required for impedance spectroscopy of the object under test. The relative error of the impedance modulus measurement is in the range of š1%, and the absolute error of the impedance argument is in the range of š1° (Fig. 4).
EN
Varistors are commonly used elements which protect power supply networks against high-voltage surges or lightning. Therefore, quality and endurance of these elements is important to avoid losses when an expensive laboratory equipment would not be protected from random overvoltages. Additionally, excessive leakage currents generate serious costs due to high energy consumption. The paper presents shortly properties of varistors that comprized different ZnO grain types and can have various quality which changes continuously during exploitation (due to exposition to overheating and overvoltage pulses). Therefore, it is important to monitor varistors during their ageing (causing changes within their microstructures). A few methods of varistor property diagnosis were considered and compared with the methods currently applied in laboratory or industry applications. A new measurement (diagnostic) system that can monitor varistors during ageing and can be widely applied in power networks is presented. The proposed system fulfills requirements of the industrial customers which demand various methods for power line protection. The proposed system can be simply developed into a more advanced wireless diagnostic system of long power supply lines.
16
Content available remote System pomiarowy spektroskopii impedancyjnej do diagnostyki obiektów technicznych
PL
W artykule przedstawiono system pomiarowy ukierunkowany na testowanie i diagnostykę obiektów elektronicznych i nieelektrycznych. Charakterystyczną cechą systemu jest wyposażenie w bibliotekę metod spektroskopii impedancyjnej umożliwiających identyfikację elementów niedostępnych zaciskowo. Omówiono architekturę systemu, podstawy teoretyczne metod wyznaczania widma impedancji oraz przedstawiono wyniki weryfikacji praktycznej metod na przykładzie dwójnika czteroelementowego RC.
EN
The paper presents measurement system aimed to testing and diagnostics of electronic and non-electrical objects. The system is equipped with library of impedance spectroscopy methods allowing to identify components not available from terminals. Architecture of the system was described as well as theoretical basis of the impedance spectrum determination methods. The results of experimental verification were presented on 4-element two-terminal RC network example.
17
Content available remote Rozproszony system spektroskopii impedancyjnej
PL
W artykule przedstawiono rozproszony system pomiarowy spektroskopii impedancyjnej przeznaczony do badania i monitorowania obiektów technicznych bezpośrednio w terenie. Omówiono architekturę systemu, skupiając się na doborze i organizacji części komunikacyjnej na bazie bezprzewodowego standardu ZigBee. Przedstawiono wyniki testów części komunikacyjnej systemu, w szczególności badanie zasięgu w typowych warunkach eksploatacji.
EN
The paper presents distributed measurement system for impedance spectroscopy designed for testing and monitoring of technical objects directly in the field. Architecture of the system was described, focusing on the selection and organization of the communication part of the system based on wireless ZigBee standard. The results of tests of communication part were presented, particularly range testing in typical exploitation conditions.
18
Content available remote Miernik elementów RLC na bazie układu "programmable System On a Chip
PL
W artykule zaprezentowano miernik parametrów impedancyjnych oparty na układzie typu "programmable System On a Chip" firmy Cypress. Zawiera on w sobie mikroprocesor oraz reprogramowalne bloki analogowe i cyfrowe. Do budowy modelu wykorzystano układ CY8C26443, w którym zaimplementowano metodę pomiaru opartą na dyskretnym przekształceniu Fourier'a pozwalającą, na podstawie zebranych próbek napięcia i prądu, wyznaczyć składowe Re i Im mierzonej impedancji, a następnie wartości elementów RLC przy założonym modelu impedancji.
EN
The paper presents impedance parameters meter based on "programmable System On a Chip" integrated circuit by Cypress. The chip contains microprocessor as well as reprogrammable analog and digital blocks. The CY8C26443 was used in the prototype device. The method based on discrete Fourier transform was used allowing to determine Re and Im parts of the measured impedance on the basis of acquired samples of voltage and current signals. Using simple model, values of LCR components are calculated.
PL
W artykule przedstawiono zminiaturyzowany analizator impedancji przeznaczony do spektroskopii impedancyjnej powłok antykorozyjnych obiektów trudnodostępnych znajdujących się w terenie (np. na stalowych konstrukcjach mostu). Przewidziano jego pracę w systemie z komunikacją bezprzewodową opartą na standardzie Bluetooth, w odległości do 100 m od komputera sterującego. Realizuje on pomiary impedancji w zakresie 10 Ω |Zx| 10 G Ω na częstotliwości pomiarowej z przedziału 0,01Hz 100 kHz. W konstrukcji analizatora zastosowano oryginalne rozwiązanie wykorzystujące dwa specjalizowane mikrosystemy AD5933. Błąd względny pomiaru modułu impedancji mieści się w przedziale š1 %, a bezwzględny argumentu š1°.
EN
The paper presents a miniaturised impedance analyzer for impedance spectroscopy of anticorrosion coatings on objects difficult-to-reach located directly in the field (e.g. on the steel construction of the bridge). The analyzer is designed to be used in a system with wireless communication based on the Bluetooth standard on the distance up to 100 m from a controlling computer. It measures impedance in a range of 10 Ω |Zx| 10 G Ω at the measurement frequency in a range of 0,01Hz 100 (10 frequencies in each decade). The analyzer construction is based on original solution using two specialized microsystems (SoC) AD5933 eliminating the need of calibration measurement which is necessary in the configuration proposed by the manufacturer. The tests of the realized analyzer prototype were performed. To do this, the reference RC two-terminal network of configuration and component values representing typical equivalent circuit of the anticorrosion coating in the early stage of exploitation was used. The relative error of the impedance modulus measurement is in the range of š1 %, whereas the impedance argument absolute error is in the range of š1°. The important advantage of the proposed solution based on SoC is reduction of power consumption down to ca. 0,7 W, which is very profitable in case of the impedance analyzer designed to work directly in the field.
20
Content available remote Analyzer for spectroscopy of low-impedance objects
EN
The paper presents an analyzer making possible impedance measurements in the range of 1 Ω < |Zx| ≤ 100 MΩ. New solutions of input circuitry and phase-sensitive detection technique of measurement signals were used. The input circuit was designed in the form of a 5-terminal measurement probe, which allows decreasing the influence of parasitic resistance, inductance and capacitance on the accuracy of impedance measurement in a wide frequency range from 1 mHz up to 10 MHz. The probe extracts two signals proportional to current through and voltage across the measured impedance. In order to determine orthogonal parts of the extracted measurement signals in a high frequency subrange 1 MHz ÷ 10 MHz, the undersampling technique was used, allowing phase-sensitive detection using 12-bit ADCs with maximum sampling frequency equal to 10 MHz.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.