Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 9

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

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
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
W realizacji dedykowanych systemów do pomiaru impedancji obiektów biologicznych stosuje się przeważnie metody cyfrowego przetwarzania sygnałów. Jedną ze stosowanych technik jest podpróbkowanie sygnałów analogowych w celu uzyskania wysokiej rozdzielczości kosztem zmniejszenia szybkości działania części cyfrowej systemu. Jeden z mniej znanych wariantów podpróbkowania polega na próbkowaniu synchronicznym z liczbą próbek będącą liczbą pierwszą. Przedstawiono podstawy teoretyczne tej metody i jej właściwości metrologiczne. Analizowano działanie cyfrowego demodulatora synchronicznego wykorzystującego wspomnianą metodę oraz jego właściwości metrologiczne. Rozważano uporządkowanie próbek i wynikające stąd konsekwencje w zakresie realizacji demodulacji synchronicznej oraz analizy widma sygnału mierzonego metodą dyskretnej transformaty Fouriera. Podano wybrane wyniki badań wpływu zniekształceń sygnału testowego, nieliniowości toru sygnałowego oraz zakłócających sygnałów losowych.
EN
Measurements of electrical impedance have been found to have wide applications in investigation of biological objects where they have fundamental validity for impedance spectroscopy, electrical impedance tomography and impedance mapping. Specific properties of biological objects impose high technical requirements on impedance measurements. In general, measuring range of module of impedance extents from some tens of ohms up to hundreds kilohms, the expected frequency range is over hundreds Hz to a few MHz, while resolution of measuring channels is to be 12 to 16 bits. The resulting uncertainties of impedance measurements are expected to be at 0.05% level for module and 0.1° for phase angle of impedance. Moreover, the throughput of measurements should be maximized. In majority, dedicated systems for bioimpedance measurements are based on methods of digital signal processing. Sometimes method of undersampling is employed in order to obtain higher resolution of measurements on cost of throughput of digital part of the system. One of variants of above methods is based on synchronized undersampling with prime number of samples. This method is presented in the paper, particularly its background and metrological features. Digital realisation of phase sensitive demodulation based on DFT algorithm is considered and modification of data for avoiding spectral aliasing that effects from prime number undersampling is described. Results of numerical simulation of effects of additive noise, nonlinearity of measuring channel, distortions of test signal are given.
EN
The paper presents the concept of a measurement system for the calibration of AC standard resistors with low resistance values and the selected research results of a commercial sampling module constituting a key element of the system which is being developed. Among others there is presented the results of a 24-hour stability study of the analog-to-digital processing paths of a sampling module.
PL
Przedstawiono koncepcję systemu pomiarowego do wzorcowania rezystorów wzorcowych prądu przemiennego o małych wartościach rezystancji oraz wybrane wyniki badań komercyjnego modułu próbkującego stanowiącego podstawowy element opracowywanego systemu. Między innymi przedstawiono wyniki badań 24-godzinnej stabilności torów przetwarzania analogowo-cyfrowego modułu próbkującego.
PL
W pracy przedstawiono koncepcję budowy dwufazowego cyfrowego generatora napięć sinusoidalnych przeznaczonego do dokładnych pomiarów impedancji w zakresie częstotliwości 40 Hz ÷ 10 kHz. Generator zbudowano na bazie modułowego systemu pomiarowego PXI. Wstępne wyniki badań generatora wskazują, że możliwa jest z jego wykorzystaniem komparacja impedancji z niepewnością względną na poziomie 10x10-6.
EN
Digital sinewave generators allow more often for construction of impedance comparators without use of precision transformers and high resolution inductive voltage dividers. An example illustrating the trend is the impedance comparator with three digital sinewave voltage sources shown in Fig. 1. Commercial digital generators do not completely satisfy the high requirements concerning time stability and adjustment resolution of generated signals. In the paper the concept of construction and preliminary research results of a two-phase sinewave voltage generator are presented. The hardware part of the generator has been developed on the basis of a PXI modular measurement system controlled by PC (Fig. 2). The frequency range of the generated signals covers the range from 40 Hz to 10 kHz, the amplitude is controlled precisely at each of the three selectable ranges: ± 100 mV, ± 1 V and ± 10 V. The preliminary research has been conducted to determine the time stability of amplitude, phase and frequency of the generated signals, as well as total harmonic distortion with and without noise. The research has been carried out in the measurement system, which uses, among others, two HP3458A multimeters (Fig. 3). The preliminary results, shown in Figs. 4-6, suggest the possibility of using the developed generator for construction of an automatic impedance comparator allowing to compare the impedance with the relative uncertainty of 10×10-6.
EN
The properties of some algorithms based on digital signal processing for the impedance components evaluation in circuits with sampling sensor have been analysed. It is supposed that the voltage and current are sampled synchronously to the fundamental frequency of the generated sinusoidal signal. Two groups of fitting sine wave algorithms, which are based on the least mean square (LMS) technique, have been described. The first one reconstructs indirect measurement method. The second group of algorithms estimates the unknown impedance components by direct method. In all these algorithms to simplify the calculations one can use different form of input matrix. In order to verify the performance of the considered algorithms (e.g., accuracy, estimator bias and convergence) the Monte Carlo simulations are realised in MATLAB.
PL
Wśród wielu algorytmów do pomiaru składowych impedancji można wyróżnić algorytmy dopasowania próbek do przebiegu sinusoidalnego opisanego modelem (4). W artykule przeanalizowano dwie grupy algorytmów. Algorytm, który oblicza wartości składowych impedancji z zależności (7) na podstawie wyznaczonych metodą najmniejszych kwadratów (6) składowych ortogo-nalnych amplitud napięcia i prądu, realizuje pośrednią metodę pomiaru. W drugim poszukiwane war-tości składowych otrzymuje się bezpośrednio w wyniku zastosowania metody najmniejszych kwadra-tów (6) do sygnału postaci (9). Dla uproszczenia obliczeń zaproponowano modyfikację tego algoryt-mu przez zastosowanie metody zmiennych instrumentalnych (IVM) (12) z macierzą zmiennych in-strumentalnych, zawierającą w kolumnach odpowiednio wartości nieparzystej i parzystej funkcji Walsha pierwszego rzędu (13). Dzięki temu uzyskano znaczną redukcję operacji mnożenia wymaga-nych do wyznaczenia estymat składowych impedancji. W celu weryfikacji właściwości zaproponowa-nych algorytmów przeprowadzono badania symulacyjne w środowisku programu MATLAB. Zbadano wpływ parametrów toru przetwarzania analogowo-cyfrowego na wartość niepewności przetwarzania poszczególnych algorytmów. Przeprowadzone badania symulacyjne wykazały, że algorytm IVM z wykorzystaniem funkcji Walsha zapewnia znaczne uproszczenie wymaganych obliczeń bez istotnego pogorszenia wyników pomiaru składowych w porównaniu z pozostałymi analizowanymi metodami.
6
Content available remote A two-phase sine wave generator dedicated for impedance comparison systems
75%
EN
The hardware idea and experimental studies of a two-phase sine wave generator intended for use in an impedance metrology are described. The scope of the study involved determining the parameters of the generator that significantly affect its applicability in precise impedance measurements, i.e.: amplitude and phase stability of generated sinewave signals, as well as the total harmonic distortion and the spurious-free dynamic range, which determine their dynamic properties.
PL
W artykule przedstawiono rozwiązanie układowe oraz wyniki badań eksperymentalnych dwufazowego generatora sygnałów sinusoidalnych przeznaczonego do stosowania w metrologii impedancyjnej. Zakres badań obejmował wyznaczenie parametrów generatora, które w istotny sposób wpływają na jego możliwości aplikacyjne w układach do precyzyjnego porównywania impedancji, t.j.: stabilność amplitudy i fazy generowanych sygnałów sinusoidalnych oraz współczynnik zawartości harmonicznych i zakres dynamiczny bez zniekształceń, określające ich właściwości dynamiczne.
EN
The principle of the three voltmeter method designed for precise impedance comparison is presented. Generalization of the classical approach is proposed and analysed. Formulas for impedance parameters determination are derived and measurement uncertainty analysed for various kinds of comparisons, and next optimal measurement conditions specified. Important voltmeter parameters, such as random error and non-linearity error, are experimentally investigated. The presented results show that by using the method and commercially available apparatus it is possible to compare two impedances with a relative uncertainty of (1-5)x10&sup-6; in the low frequency range.
PL
Przedstawiono podstawy metody trzech woltomierzy przeznaczonej do precyzyjnych komparacji impedancji. Opracowano uogólnienie klasycznego układu i przeanalizowano jego własności. Wyprowadzono wyrażenia pozwalające na wyznaczanie parametrów impedancji i analizowano niepewność pomiarów dla różnych rodzajów komparacji. Określono stąd optymalne warunki pomiarów. Ważne parametry woltomierzy, takie jak błąd losowy i błąd nieliniowości były eksperymentalnie badane. Przedstawione wyniki wskazują, że przy użyciu metody trzech woltomierzy z wykorzystaniem dostępnej w handlu aparatury pomiarowej, jest możliwe dokonywanie komparacji impedancji, w zakresie niskich częstotliwości, ze względną niepewnością na poziomie (1-5)x 10&sup-6;.
8
Content available remote A method of measuring RLC components for microcontroller systems
63%
EN
A new method of measuring RLC components for microcontroller systems dedicated to compact smart impedance sensors based on a direct sensor-microcontroller interface is presented. In the method this direct interface composed of a reference resistor connected in series with the tested sensor impedance is stimulated by a square wave generated by the microcontroller, and then its voltage response is sampled by an internal ADC of the microcontroller. The obtained set of voltage samples is used to determine values of the sensor model impedance components.
PL
Przedstawiono nową metodę pomiaru elementów RLC dla systemów sterowanych mikrokontrolerami dedykowaną dla inteligentnych czujników impedancji opartych na bezpośrednim interfejsie czujnik-mikrokontroler. W metodzie interfejs ten złożony z rezystora referencyjnego połączonego szeregowo z badanym czujnikiem impedancji pobudzany jest przebiegiem prostokątnym generowanym przez mikrokontroler, a jego odpowiedź napięciowa próbkowana jest przez wewnętrzny przetwornik A/C mikrokontrolera. Zbiór próbek napięcia jest używany do wyznaczenia wartości elementów modelu impedancji czujnika.
9
63%
PL
Przedstawiono wyniki badań nad polimerowymi czujnikami wilgotności na bazie polietylenoiminy (PEI). PEI jest rozpuszczalną w wodzie poliaminą. Praktyczne wykorzystanie PEI możliwe jest po ograniczeniu jej rozpuszczalności w wodzie. W pracy opisano metody chemicznej modyfikacji filmu polimerowego, jak również stosowane rozwiązania konstrukcyjne, mające na celu poprawę trwałości i właściwości metrologicznych czujników wilgotności. Główną metodą określania parametrów czujników jest pomiar ich widm impedancyjnych.
EN
Properties of polymer humidity sensors based on polyethyleneimine (PEI) are presented. PEI is a water-soluble polyamine. Water resistance improvement is required for a practical usage of this material. Influence of various polymeric film chemical modification methods, as well as various sensor construction improvements on the sensor stability, durability and performance has been investigated. Basic sensors properties are characterised by impedance spectroscopy.
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.