Framvindur í mælingum á hringlínustöðu snúr meðal magnafelda: Yfirvinnsla ristunar og aukin nákvæmni
Aðal ágætisverkefni í mælingu hringskýrslu netleys er hraða færslu nets. Þetta krefst ósniðinnar mælunarúls sem getur meðhöndlað skjálft í netinu. Röntgenmyndunarmælir fyrir net hringskýrslu, byggðir á ljósgangsmyndun, mæla umferðarmikilröð marghlutafaldra til að reikna stöðu samhverfu leitarþræða í hlutfalli við skýrslu af skýringu. En þeir hafa vandamál: hæg mælitakt (aðeins nokkur sinnum á sekúndu), ökumannvirkar villur vegna skjálfta í netinu og há verð.
1 Grunnvallar eðlisbundið gagnasambandi - byggð net hringskýrslumælir
Net hringskýrslumælir sem byggja á eðlisbundið gagnasambandi sameina ljósgangs mælingu á þvermál og eðlisbundið gagnasambandi til að finna leitarþræða. Þeir mæla elektríska miðju leitarþræða (betri en rúmmetriska hringskýrsla) með hæðum hraða á þúsundir mælingar á sekúndu. Hraðari mælingar læsa neikvæð áhrif skjálfta, og skipta út röntgen tæki í tilvikum án þarfnis fyrir marghlutafalda.
Nútíma innflutt varðar (eftir opinberum grunnvöllum) nota fjögurra eðlisbundið gagnasambandi til að finna magnetic fields (sjá Mynd 1). Sumar ákvarða miðju leitarþræða með jöfnu styrk (búa til breytingar með mötum ef ójöfn); aðrar reikna miðju leitarþræða út frá fundnu styrki.
2 Stýring nákvæmni mælinga
Stýring með mötum hefur ferli, sem undan verður fyrir bæði. Þetta leiðir til ósamræmis á milli mælinga á skýringu og leitarþræða, sem gerir ofur villur. Meiri skjálfti í netinu leiða til stærri villa. Í raun kemur þessi svik fram: ef skjálfti kemur upp, verða niðurstöður mælinga hringskýrslu óstöðug, með fluktu yfir 1%. Þetta sýnir villu mælir, ekki raunverulega ástand netanna.
En að dæma miðju leitarþræða með jöfnu styrki er ekki alltaf gilt. Lög Biot-Savart segja: magnindukenningin (B) sem veitt er af straumhluta Idl í hvaða punkti í rúminu á fjarlægð r er:
Þetta formúla bendir til að magnindukenningin sé andhverfaður fyrir ferning fjarlægðar og samhverfuður fyrir sine stefnuhorni θ, eins og sýnt er á Mynd 2.
Byggt á þessu, er framkvæmt reiknaforrit á tengslum magnindukennslu á fjórum punktum í rúminu. Fyrir auðveldleika, er byggt líkan eins og sýnt er á Mynd 3.
Punktarnir 1, 2, 3 og 4 eru drengilega og symmetrisk dreift, með O sem miðpunkt. Látum straumhlutan fara langs miðlínu OP á ásum 2 og 3. Eftir Formúlu (1), þegar straumhlutan er á hvaða punkti á OP, gildir B1 = B4 og B2 = B3. Þannig, þarf að skoða einungis breytingu B1/B2 með ∠θ. Eftir reikning, er safn gögnanna náð, og teiknast sprettur, eins og sýnt er í Töflu 1 og Mynd 4.
Skoðað á Mynd 4, er trendur óregluleg ferill. Sem ∠θ stækkar, B1/B2 falla frá 1 til ~0.268 (min), svo stígur aftur upp til 1. Þegar magnetic fields á fjórum punktum jafna, er straumhlutan langt frá miðpunkti O. Á milli, hver gildi (ekki min) hefur tvö punkt—næst min, punktar eru nærrar.
Þetta gildir fyrir eitt kvadrant, og sama gildir fyrir önnur. Að bera á móti fjórum-punktum magnetic fields getur ekki dæmt um miðju leitarþræða eða ákvarða miðju (magnetic field er vigur, ekki stak).
Þannig, til að búa til betri hringskýrslumælir, borið ekki blinda eftir utanlendum fyrirtækjum. Nýtt grunnvallar: mæla stefnuhorni θ₁, θ₂ á P₁/P₂ til að ákvarða uppruna miðju O (Mynd 5).
Þetta grunnvallar er samanstilt sem: Þríhyrningur er eindegi með einn hlið og tvær grenndar innihaldshorn. Þó það gildi, þarf að setja í verk hraða, hágengi mælingar á veikum magnetic fields.
Net leitarþræða veita um 10mA straum í ytri víxlstraumsreikning. Sensorar, fjarlægð frá netum, finna veika (~töluð nT) fields—þar sem mikilvægt er hágengi, tíðni svar og lág bullara (innbyggður bullara hefur áhrif á nákvæmni).
3 Setning eðlisbundið gagnasambandi - byggð net hringskýrslumælir
Mest innflutt varðar nota spörlusensora; þessi ritgerð velur magnetoresistive sensorar. Smá sensorar sameina eðlisbundið gagnasambandi og ljósgangs mælingar á sama þvermál (læsa villur), með hágengi á milli sensora. Lithography-based magnetoresistive sensorar eru fullkomnir. Samanburðarlega, innflutt spörlusensorar varðar skipta mælingar, með sama meðferð fyrir óljós leitarþræða hluti—sem stækka villur.
Magnetoresistive-based mælingar: 1000/s mælingar, ±2% endurtekning (100–200nT), ±0.2% fyrir 1000-mælingar meðaltal, línuleiki <0.5%. Samanburðar með innflutt eru takmarkað (engin gögn).
Samþætting með hraða LED×CCD ljósgangs mælingar leyfir rauntíma mælingar hringskýrslu (Mynd 6).
Í hverri mælingu, staðsetningar fyrir fjóra punkta (A, B, C, D) á skýringu lag og staðsetning leitarþræða miðju punkts P eru samþætt fengnar. Hringskýrslu í X og Y átt og heildar hringskýrslu er reiknað með eftirfarandi formúlum:
Fyrir hverja mælingu, ex, ey, og e eru meðaltalið (yfir ákveðin fjöldi prófa) sem endanlega hringskýrslu niðurstöðu. Til að sýna samhverfu, nota Concentricity = 1 - Eccentricity. Δx/Δy (X/Y áttar breytingar) leyfa rauntíma stillingar á extruder höfði fyrir sjálfvirka réttindi hringskýrslu netanna.
Hraðari mælingar læsa neikvæð áhrif skjálfta: 1000 mælingar/sekúnda ná hundraðadæmi nákvæmni. Mest innflutt varðar (hundraðir mælingar/sekúnda) segja að hringskýrslu nákvæmni sé núllstöðu leitarþræða (samsvarar ytri þvermál nákvæmni, gefið sem ±μm absolute values, ekki prósent—óþétt).
3.1 LED×CCD þvermál mælingar
Byggð á telecentric ljósfræði, notar ljósstopp til að búa til ljóstörk CCD svæði. Reiknirit greina skrár til að reikna stærð. Almennt CCD ljósbirting (samþætta pixel sense) valdar skjálfta skráar blur (lóðrétt→ská línu), en reiknirit losa skrár og eyða villur.
3.2 Athugasemdir um ljósgangs þvermál mælingar
Ekki fókus, en mikilvægt: Net hringskýrslu mælingar krefjast rauntíma ljósgangs fanga fyrir fjóra skýringu-lag toppstaðsetningar (ekki bara stærð). Motor-scanned laser aðferðir valda ósamræmis mælingar villur. Þannig, samþætting ljósgangs og eðlisbundið gagnasambandi mælingar er mikilvæg fyrir tæki þróun.
4 Afleiðingar
Eðlisbundið gagnasambandi byggð tæki mælar fljótlega leitarþræða elektríska miðju, með lágu kostnaði og kostum. Að taka tillit til innflutt varðar eðlisbundið gagnasambandi mælingar vandamál, er búið til nýtt ljóseðlisbundið gagnasambandi net hringskýrslumælir (þúsundadæmi nákvæmni). Teknik týnist—fremur efni frelsi mun gera hærra nákvæmni, sem dregur fram átti í atvinnu.
