Progres fit-tqassid bażiex id-dindar elettromagnetiku għal misjur tal-eċċentriċità tal-kabelli: Il-ġwerra mal-jitter u l-għaddad ta' preċiżjoni

Il-problema fondamentali fl-ommisjoni tal-eċ-centricità tal-kablu online huwa l-moviment ta' alta velocità tal-kablu. Dan irrid inhu awġur misjar non-contact li jistgħu jiġbuhu il-jitter tal-kablu. Il-eċ-centricimeters tal-kablu tal-X-ray, bazejati fuq l-immaġġi trasmissiva optika, jimmislu d-dimensioni tal-kontur multi-layer biex jikalkulaw il-ċentru ġeometriku tal-konduċturi relativament għall-eċ-centricità tal-isolazzjoni. Imma għandhom difetti: vellut ta' misjar bagħal (biss kelk darba fis-sigġa), żviluppu ta' erori minn jitter tal-kablu, u koszt mhux qasir.

1 Prinċipju tal-Eċ-centricimeters tal-Kablu Bazejat fuq Indukzjoni Elettromagnetika

L-eċ-centricimeters tal-kablu bazejati fuq indukzjoni elettromagnetika jikkombinaw l-ommisjoni diametrali optika u l-indukzjoni elettromagnetika għad-detizzjoni tal-konduċturi. Humm jimmislu l-ċentru elettriku tal-konduċtur (superiori għall-eċ-centricità ġeometrika), b'veloċità ta' alf misjar fis-sigġa. L-ommisjoni veloċi tinqassam l-impatj tal-jitter, u tagħmel sustitutiv tal-apparat tal-X-ray f'scenari kieku ma jkollhomx rikjesti għad-dimensioni multi-layer.

Il-prodotti importati attuali (sakemm ippubblikati) jagħmlu użu tal-erba coils induttivi biex iddetgħu l-kampijiet magnetici (kif fit-Figura 1). Dawn jiddefinixxu l-ċentru tal-konduċtur permezz tal-forza tal-segnal ugwal (jiġġustaw il-fenestra b'moturi jekk mhux ugwal); oħrajn ikalkulaw l-ċentru tal-konduċtur mill-forza tal-segnal dettet.

2 Kontroll tal-Aċċuratezza tal-Misjar

It-tajjeb tal-motur involvi process, inevitabilment li jikkażi lag. Dan jiġġenera desinkronizazzjoni bejn l-ommisjoni tal-isolazzjoni u tal-konduċtur, bil-ħolqa ta' erori ta' dilay – imma akbar meta tkun hemm jitter akbar tal-kablu. F'prattika, din l-infermità tittella: jekk jiksemm jitter fil-kablu, ir-riżultati tal-ommisjoni tal-eċ-centricità jivviffjaw, bl-fluttuazzjonijiet li jiddeflu lil aktar minn 1%. Din tirriflessa l-erori tal-ommisjoni tal-apparat, mhux l-kondizzjoni reali tal-kablu.

Imma, l-akkusazzjoni tal-ċentru tal-konduċtur permezz tal-forza tal-segnal ugwal mhijiex semper valid. Il-Liġi ta' Biot-Savart tiddefinixxi: l-intensità tal-indukzjoni magnetika (B) stimulata minn element tal-kurrent Idl fi punktu arbitrari n-spazju fuq distanza r hija:

Dan it-talb jindika li l-intensità tal-indukzjoni magnetika hi inversament proporzjonali mal-quadru tal-distanza u direttament proporzjonali għall-sinu ta' l-anglu tad-direzzjoni θ, kif mur fil-Figura 2.

F'base għal dan, saret kalkulazzjoni simulata tar-relationship bejn l-intensità tal-kampijiet magnetiki fl-erba punkti n-spazju. Għal konvenjenza, set up modell kif mur fil-Figura 3.

Il-punti 1, 2, 3, u 4 huma distributi ortogonalment u simmetrikament, b'O bħala punt centrali. Jekk l-element tal-kurrent imorru lung il-linja OP tal-assi 2 u 3. Skond l-formula (1), meta l-element tal-kurrent huwa fl-ogħla punktu fuq OP, B1 = B4 u B2 = B3. Għalhekk, dawn l-varjazzjonijiet ta’ B1/B2 mal-anglu ∠θ huma l-unika li jgħinek xtiequ. Wara l-kalkulazzjoni, set data huwa ottien, u grafiku tal-trend tas-silġ ġie mgħodd, kif mur fit-Tavola 1 u fil-Figura 4.

Kif mur fil-Figura 4, it-trend huwa kurva mhux regolari. Meta ∠θ jiżdgħa, B1/B2 tiġi magħluqa mir-1 sa ~0.268 (min), wara tipprolunġa lura sal-1. Fl-interval, kull valur (illakoll min) għandu erba' punkti - l-aqra' min, l-punkti huma aqrab.

Din tapplica għal wieħed quadranti, u l-istess għal l-oħra. L-akkusazzjoni tal-ċentru tal-konduċtur permezz tal-forza tal-kampijiet magnetiki fl-erba' punkti mhijiex semper valida (il-kamp magnetiku huwa vettur, mhux skalar).

Għalhekk, biex isviluppaw eċ-centricimeter aħjar, jekk trid toħloq xi prinċipju ġdid: immis l-angoli tad-direzzjoni tal-kamp magnetiku θ₁, θ₂ fl-P₁/P₂ biex tiddeterminaw l-origini O (fil-Figura 5).

Dan il-prinċipju jingħata riassumatur għeometriċament hekk: triangolet uniku huwa determinat minn l-ewwel u żewġ angoli inklużi. Waqt li dan huwa veru, l-implementazzjoni prattika ried misjar veloċi u aċċurat ta' kampijiet magnetiki żgħar.

Il-konduċturi tal-kablu induku ~10mA kurrent fi kampijiet alternativ esterni. Is-senzorji, spazjati mill-kablu, jiddektejt kampijiet żgħar (~dozens of nT) - li jridu sensitività, risposta frekwenzjali, u rumur bass (il-rumur inherent impattja l-aċċuratezza).

3 Implementazzjoni tal-Eċ-centricimeters Bazejat fuq Indukzjoni Elettromagnetika

Il-prodotti importati l-akbar użu huma is-senzorji tal-coil; din id-dokument selezjona is-senzorji tal-magnetoresistenza. Is-senzorji żgħar jintegraw l-ommisjoni elettromagnetika u optika fuq is-silġ stess (minimizzando l-erori), b'konsistenza inter-senzorju aċċurata. Il-senzorji tal-magnetoresistenza basati fuq lithography huma ideali. Inkella, il-prodotti tal-coil sensur importati separaw l-ommisjoni, kunsideraw is-silġ non-optical tal-konduċturi bħal identiku - zid erori.

L-ommisjoni bazejata fuq magnetoresistenza: 1000/s ommisjoni, ripetibilità ±2% (100–200nT), ±0.2% għal medja ta' 1000 ommisjoni, linearità <0.5%. Il-komparazzjonijiet mal-importati huma limitati (mhux data disponibbli).

It-tajjeb mal-ommisjoni LED×CCD optika veloċi jippermetti l-ommisjoni tal-eċ-centricità f'real-time (fil-Figura 6).

Fl-ommisjoni kull sigġa, il-posizzjonijiet ta' erba' punti (A, B, C, D) fuq is-strati tal-isolazzjoni u l-ċentru tal-konduċtur P jkunu meġġa synchronament. L-eċ-centricità fl-axi X u Y u l-eċ-centricità totali jkunu ikalkulati permezz tal-formule seguenti:

Għal kull ommisjoni, e_x, e_y, u e huma medi (ta' numru definit ta' sampji) bħal riżultat finali tal-eċ-centricità. Biex tippresenta l-koncentricità, uża Koncentricità = 1 - Eċ-centricità. Δx/Δy (devjazzjonijiet f'direzzjoni X/Y) jippermettu l-adjustrament real-time tal-head tal-extruder għal korrezzjoni awtomatika tal-eċ-centricità tal-kablu.

Veloċita' ta' ommisjoni aċċelarata tniżżel l-erori tal-jitter: 1000 ommisjoni fis-sigġa jiekolu l-aċċuratezza tal-alfe. Il-prodotti importati l-akbar (hundreds of measurements/second) jgħidu l-aċċuratezza tal-eċ-centricità suppost il-konduċtur huwa centrat (matcha l-preċiżjoni tal-diametru estern, given as ±μm absolute values, not percentages—non-compliant).

3.1 Ommisjoni tal-Diametru LED×CCD

Bazejat fuq l-ottika telecentrica, huwa jistenna l-blokki tal-lanġas tal-ħolqa CCD. Algoritmi jaanalizzaw is-silġ biex jikkalkulaw id-dimensioni. It-tajjeb globale tal-CCD (sensing simultaneament tal-pixels) jikkawżaw l-blurring tal-silġ minn jitter (vertikal → linji miltanti), imma l-algoritmi jirrisolvu is-silġ u jneħħu l-erori.

3.2 Noti dwar l-Ommisjoni tal-Diametru Optika

Mhux il-fokus, imma importanti: l-ommisjoni tal-eċ-centricità tal-kablu ried kapta optika real-time ta' posizzjonijiet ta' erba' vertici tal-strati tal-isolazzjoni (mhux biss id-dimensioni). Il-metodu tal-laser skannat b'motori jara riskju ta' erori ta' ommisjoni asinkrona. Għalhekk, l-asincronizzazione tal-ommisjoni optika u elettromagnetika hija kritika għad-disinn tal-instrument.

4 Konklussjoni

Il-misjar bazejat fuq indukzjoni elettromagnetika mmis il-ċentru elettriku tal-konduċtur veloċi, b'koszt bass u avantaggi. Bidhaqq il-defetti tal-ommisjoni elettromagnetika tal-prodotti importati, ġie sviluppata eċ-centricimeter tal-kablu foto-elettromagnetiku novatur (aċċuratezza tal-alfe). T-teknoloġija tivvolvi – futur materiali aġġornati jippermettu aċċuratezza aqra', li jiddivergi l-progress industrjali.