Jak opracować pomiary komputerwe:
Transkrypt
Jak opracować pomiary komputerwe:
Opracowanie danych pomiarowych Filip Kutt 1. Wstępne opracowanie danych Plik z danymi pomiarowymi zapisany w formacie tekstowym: Nr 1 2 t`s 0.000000 0.000010 Ch 00`V 0.218136 0.217975 Ch 01`V 4.742082 4.759154 Ch 02`V -0.324544 -0.122512 Ch 03`V 1.135839 0.787694 Ch 04`V 0.009443 0.012986 lub w formacie: s -1.25 s Volts s -20.0m V -1.25 s Volts 1.32 V s -1.25 s Volts 260m V s -1.25 s Volts 19.6 V Plik należy wczytać do programu pozwalającego na analizę danych pomiarowych (przykład dla programu MS Excel). Wartości z częściami dziesiętnymi oddzielonymi kropkami należy zamienić na przecinki. Wszelkie symbole z kolumnach z liczbami należy usunąć („s”, „V”). Symbol „m” oznaczający 10-3 należy zamienić na „E-3” w celu zamiany zawartości komórki na liczbę. Poniżej przykład wstępnie opracowanych danych. Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Program NewDAQ wersja 1,0 Data rejestracji: Karta Pomiarowa: Liczba kanałów analogowych: Liczba kanałów liczników: Liczba kanałów cyfrowych: Liczba próbek w jednym kanale: Czestotliwosc probkowania: 2012-10-12 10:01 USB-6251 /Dev1 4 0 0 5000 100000 Nr 1 2 3 t`s 0 0,00001 0,00002 Ch 00`V -1,474265 -1,463476 -1,434008 Ch 01`V -5,398736 -5,389073 -5,390361 Ch 02`V 0,110891 0,1249 0,13424 Ch 03`V 0,04658 0,037561 0,030152 2. Skalowanie danych Wartości w kolumnach należy przeliczyć na rzeczywiste wartość prądów, napięć i prędkości obrotowych. W tym celu niezbędne są pomiary rzeczywistych wartość w stanie ustalonym, oraz wyznaczenie wartości skutecznych zrejestrowanych przebiegów w stanie ustalonym. W programie MS Excel wartość skuteczną można wyliczyć według wzoru na średnią kwadratową: ∑ √ gdzie jest liczbą próbek użytych do wyznaczenia wartości skutecznej, to kolejne wartości próbek. W celu wyznaczenia wartości skutecznej należy określić przedział próbek równy wielokrotności okresu sygnału analizowanego: 8 T=0,02[s] 6 4 2 0 -2 -4 -6 0 0,005 0,01 0,015 Ch 00`V 0,02 0,025 0,03 Ch 01`V Następnie korzystając z formuły w programie MS Excel: =(PIERWIASTEK(SUMA.KWADRATÓW(T13:T5012)/ILE.LICZB(T13:T5012))) należy wyznaczyć wartość skuteczną zarejestrowanego pomiaru. Znając rzeczywistą wartość (prądu napięcia lub prędkości obrotowej) możemy wyznaczyć współczynnik skali pozwalający przeliczyć wartości zarejestrowanych komputerowo pomiarów: Korzystając z wyliczonej wartości wartość: przeliczam kolumny pomiarów otrzymując rzeczywiste 15 400 T=0,02[s] I_sieć[A] U_sieć[V] 300 10 200 5 100 0 0 -100 -5 -200 -10 -300 -15 -400 0 0,005 0,01 0,015 I_sieć[A] 0,02 0,025 0,03 U_sieć[V] Gdzie lewa oś pionowa jest wyskalowana w rzeczywistych wartościach prądu pobieranego z sieci natomiast prawa oś pionowa w rzeczywistych wartość napięcia sieci. Powyższe rysunki przedstawiają przebiegi czasowa Y(X), gdzie X to czas rejestracji natomiast Y to poszczególne punkty rejestracji: 3. Średnia ruchoma Przebieg czasowe maszyn zasilanych z przekształtników energoelektronicznych poprzez modulacje szerokości impulsów często są nieczytelne i nie nadają się do analizy. W celu ich analizy i opisu należy wykonać uśrednianie ruchome: 200 150 100 50 0 0 0,00002 0,00004 0,00006 0,00008 U_sil[V] 0,0001 0,00012 0,00014 0,00016 U_sil[V] Rysunek powyżej przedstawia rzeczywistą wartość pomiaru (linia przerywana) oraz wartość uśrednioną za okres 0,16[ms]. Średnia jest liczona w programie Excel: =ŚREDNIA(Y13:Y29) Średnia ta przesuwa się razem z punktami pomiaru. Poniżej przykład przebiegu opracowanego z zastosowanie średniej ruchomej: 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 0 0,0025 0,005 0,0075 0,01 0,0125 0,015 0,0175 U_sil[V] 0,02 0,0225 0,025 0,0275 0,03 U_sil[V] Przebieg szary – wartość rzeczywista, przebieg czarny pogrubiony wartość uśredniona. Jak widać dopiero opracowanie pomiary pozwoliło określić zamierzony kształt napięcia przewodowego zasilanie maszyny bezszczotkowej z magnesami trwałymi.