پێشگری لە چۆنیەوەی پێشبینی کەبل بە بەکارهێنانی ئیندوکسیۆنی مەغناطیسی: دەروونیدانی لە خراپبوون و گەشتەکردنی دقیقی
Bir nevbekeşanekirina rêzgeha kablê di zevahiyên wekheviyên serlêdan de, çêtirina çalakî ya bikelanê ye. Ev ê bi karbikarên pêwistandina bêdawer ku dikarin biguherînin çêtirina kablê. Kalkulatorkanên kablê yên X-sînî, ku ber gotina wêne, pêdivî jî heman derbarê dîmarekên cihên da ku din guhertin navendeya çavkanî yên şiverek la herêmên çêtirina nîsandan. Lê, wan hejmarên taybetmendî hene: vêjîna pêdivî (tenê çend jî heman di her saniyê de), çêtirina kablê dikeve hatine ser xwe werdigire, û bi girtinê re.
1 Berhemîna Pêdivîya Indukasyonê Elektrîkî
Kalkulatorkanên kablê yên bêdawer ku ber gotina induksyonê elektrîkî, pêdivîya çêdara bermendîyan û induksyonê elektrîkî diguhertin da ku dikarin biguherînin şiverek. Wan navendeya qeseyê (ber bi navendeya çavkanî) pêdivîya hejmaran di hevdî saniyê de dikarin biguherînin. Vêjîna pêdivîya çêtirina kablê werdigire, û wan dikare veguheztin ji alatan X-sînî di cihên ku heman derbarê demên çendcîhên nebe.
Pêdivîyên importkirî (ber bi prinsîpên amade) çar êrekanên induksyonî diguhertin da ku dikarin biguherînin sazanên mêjanî (wêstî şekil 1). Hinên din navendeya şiverek biguherînin bi pêdivîya îhtiyarê (da ku bi motoran dibe dîsa nebe); yên din navendeya şiverek biguherînin ji pêdivîya îhtiyarê.
2 Kontrola Deyaxbûnî Pêdivîyê
Guhertina motoran procese ye, ku çêtirina xwedike dike. Ev çêtirina navendeya nîsandan û şiverek werdigire, û çêtirina xwe dike. Di navdar de, ev çêtirina xwe dike: eger çêtirina kablê be, abûrên pêdivîya çêtirîn bistere, û çêtirina xwe dike ku li ser 1% dibêje. Ev nîşanê dike ku çêtirina alatanê ye, ne çêtirina rastî kablê.
Lê, navendeya şiverek biguherînin bi pêdivîya îhtiyarê ne her demê dest pê kir. Hukmê Biot-Savart nîşanê dike: navendeya induksyonê mêjanî (B) ku ji anîvanên roja Idl biguherînin di her cihê de ku di derêji r de ye:
Ev formul nîşanê dike ku navendeya induksyonê mêjanî tevahiyên negativ a ser derêjiya dujin û tevahiyên positiv a sinê navendeya dereceyê θ, wêstî şekil 2.
Ber bi vê formul, hesabkirina modelê dike da ku navendeya sazanên mêjanî yên çar cihan biguherînin. Ji bo ewle, modelê wêstî şekil 3 dikeşîne.
Cihan 1, 2, 3, û 4 ortogonal û simetrik dabe, û O navendeya navendî ye. Jî anîvanên roja dibe li ser OP, navendeya miyanga 2 û 3. Ber bi Formul (1), eger anîvanên roja di her cihê de OP be, B1 = B4 û B2 = B3 bibe. Demê, tenê guhertina B1/B2 bi ∠θ bixebit. Di navdar de, seta agahîyan dibe, û grafîkê ya trendi dibe, wêstî Cihê 1 û Şekil 4.
Wêstî Şekil 4, trendi çêdara hilbertî ye. Eger ∠θ berdibêje, B1/B2 ji 1 ve hatine werdigirin, û ji ~0.268 (min) ve hatine sererast kirin, û lêsererast kirin ve 1. Wêste sazanên mêjanî yên çar cihan bêdawer bibe, anîvanên roja dibe kêf navendeya O. Di navdar de, her dana (min têne), du navendeya hene - tuva min, navendekan naziktar in.
Ev li ser çihaneke yekem dike, û li ser çihankan din heman dike. Li ser pêdivîya sazanên mêjanî yên çar cihan, navendeya şiverek nebiguherînin ne divê navendeya şiverek biguherînin (induksyonê mêjanî vektore ye, ne skalar).
Demê, ji bo biguhatina kalkulatorkê yekem, ne biguherînin kompaniyên wekheviyên. Prinsîp yekem: navendeya dereceyên mêjanî θ₁, θ₂ di P₁/P₂ de biguherînin da ku navendeya O (Şekil 5) biguherînin.
Ev prinsîp geometrîk dike: sêgona bi yek kenar û du dereceyên yanê taybetmendî bibe. Eger ev dike, amala praksîyê dikare bi pêdivîya çêdara, taybetmendîya çêdara, û sazanên mêjanî yên biqas biguherînin.
Şiverekên kablê ~10mA rojê di sazanên mêjanî yên navendî de biguherînin. Sensoran, ku li derêji kablê ne, sazanên mêjanî yên biqas (~dozen nT) biguherînin - taybetmendîya çêdara, taybetmendîya navendî, û sazanên biqas (sazanên biqas çêtirina rastî dike).
3 Amala Pêdivîya Indukasyonê Elektrîkî
Zanînên importkirî sensoranên êrekanî diguherînin; navnîşa serê sensoranên magnetoresistance diguherînin. Sensoranên bi mezînî induksyonên elektromagneti û optîkî di her sekmende de (çêtirina xwe werdigire), û taybetmendîya navendîya sensoranên din. Sensoranên magnetoresistance yên bi lithography biguherînin ideali. Navnîşanên importkirî yên êrekanî, pêdivîyên din bêdawer diguherînin, û şiverekên navendî yên bêdawer bi navendeya rastî didin - çêtirina xwe werdigire.
Pêdivîya magnetoresistance: 1000/s pêdivî, ±2% taybetmendî (100-200nT), ±0.2% ji bo her 1000 pêdivî, linearity <0.5%. Pirsgirêkên bi importkirî yên din niha (data tune).
Bi LED×CCD optîkî çêdara, pêdivîya çêtirîn bi serdem (Şekil 6) biguherînin.
Di her pêdivî de, navendeya çar cihan (A, B, C, D) di rûnda nîsandan û navendeya şiverek P serdem biguherînin. Çêtirina di navendeya X û Y û çêtirina yekem bi formulên din biguherînin:
Di her pêdivî de, ex, ey, û e bi serdem (di her numrayê de) biguherînin. Ji bo serdemî, bikar bînin: Serdemî = 1 - Çêtirîn. Δx/Δ y (devayan navendî yên X/Y) guhertina serdemî bi serdemî biguherînin da ku çêtirina kablê bêdawer bikin.
Vêjîna pêdivîya çêdara çêtirina xwe werdigire: 1000 pêdivî/s bi taybetmendîya çêdara. Zanînên importkirî (hundreds of measurements/second) çêtirina rastî didin eger şiverek li navendeya navendî be (taybetmendîya çêdara, ji bo ±μm absolute values, ne percentages - non-compliant).
3.1 Pêdivîya Çêdara LED×CCD
Ber bi optics telecentric, wêstî CCD region bright-dark. Algoritman di navendeya pêşan de guhertin da ku pêdivîya çêdara biguherînin. CCD global exposure (simultaneous pixel sensing) dike çêtirina pêşan werdigirin (vertical→slanted lines), lê algoritman navendeya pêşan biguherînin û çêtirina xwe werdigire.
3.2 Nîşaneyên Pêdivîya Çêdara Optîkî
Ne navnîş, lê pir: Pêdivîya çêtirina kablê bi serdemî CCD di navendeya çar cihan nîsandan (ne tenê çêdara). Motor-scanned laser methods risk asynchronous-measurement errors. Thus, synchronizing optical and electromagnetic measurements is critical for instrument development.
4 Conclusion
Alatanên ber gotina induksyonê elektrîkî çêtirina şiverek pêdivîya çêdara, bi xwestina çêdara û taybetmendîyan. Ji bo çêtirina zanînên importkirî yên induksyonê elektrîkî, navnîşa photoelectromagnetic cable eccentricity meter yekem (thousandth-place accuracy) biguhatin. Teknoloji pişde - material advances will enable higher precision, driving industry progress.
