Re: protonovy magnetometr, slaby signal

Neděle Květen 9 18:22:16 CEST 2021

zdravím,

díky za rozbor.

>Jestli ty detaily záznamů počátků měření (na výstupu filtru ?) chápu správně, tak v případě zapojení s relé je vidět nejprve špička z odbuzování cívky senzoru, pak špička z buzení cívky relé, po chvíli se přepnou kontakty relé a následuje saturace signálové trasy dozníváním zákmitů v laděném obvodu senzoru. Posléze zákmity poklesnou a postupně se vzpamatuje zesilovač a/nebo filtr a je vidět signál precese.

ano, je to vše měřeno na výstupu filtru, aby to šlo změřit dobře osciloskopem, jinak je ta amplituda nic moc. musel bych najít nějaký přenosný 24-bit ADC s USB, tím bych to asi mohl navzorkovat přímo za zesilovačem...

>vidím sadu 4 špiček (přiřazení spíš jen tuším) a po poměrně krátké prodlevě následuje (o dost později od vypnutí buzení než u obvodu s relé) připojení vstupu zesilovače bez viditelných větších překmitů a objeví se signál precese. 

ano,  z obrázku to vypadá na 40ms místo cca 30ms, ale myslím že jsme zkoušeli i kratší časování, až Ondra zas dorazí, tak ještě přeměříme a zkusíme to zkrátit.. 

>Další úvahy směřují k variantě fyzikální podstaty problému, kterou jste už uvedl, protože předpokládám, že možnost banální závady typu osazení chybné hodnoty R7 nebo poškozený tranzistor kvůli případné chybě při ladění spínací sekvence jste dávno prověřili a vyloučili:

no vyloučit to zcela nemohu, trochu spoléhám na diplomanta, který je docela šikovný, ale moje dlouhodobá zkušenost se studenty je, že bych na něj zcela spoléhat neměl... takže až bude o prázdninách méně starostí se vzdálenou výukou tak se tomu pověnuju  asi více sám...

>Nemám to rozmyšlené do detailu, ale snad odhaduji správně, že nejkritičtější je, když proud cívkou senzoru vytváří pole velikostí řádově srovnatelné s tím měřeným zemským magnetickým polem, přičemž je pak problém nejen nehomogenita pole v cívce, ale i to, že výsledné pole směřuje šikmo od osy cívky, takže jaderná magnetizace může odprecedovat od osy cívky, resp. z roviny kolmé ke směru zemského pole. Obávám se, že odpovídající problematická hodnota proudu bude poměrně malá (možná řádově 1 mA ?), takže hlubší analýza vlivu doběhu odbuzování cívky i těch špiček ze spínání tranzistorů může být v tomto kontextu docela pracná...

ano,  myslím že už jsme to jednou dělali, měřili zánik proudu na 1Ohm rezistoru, pokud bych to naměřil ad převodníkem s rozumným rozlišením, třeba by tam něco zajímavého vidět bylo... zkusíme.

>Překvapilo mě, že odbuzení cívky vypadá v simulaci pro obvod s relé znatelně rychlejší (a následované zákmitem v napětí na tranzistoru) oproti zapojení s tranzistory - o víc než bych odhadoval z těch 12 V ze zdroje, které se přidávají z pohledu cívky k napětí na tranzistoru. Hrají tam roli kapacity nebo je tam jiná zásadní příčina? Mimochodem kam je vlastně v tom zapojení s relé připojen kondenzátor tvořící laděný obvod s cívkou senzoru? Na pin "Sig"?

jestli myslíte rozdíl cca 75us versus 100us? tak nevím jak přesně to student simuloval, ale oba MOSFETy  P u relé a N u tranzistorového měly Uds 200V nepletuli se

>kam je vlastně v tom zapojení s relé připojen kondenzátor tvořící laděný obvod s cívkou senzoru? Na pin "Sig"?
ano, ve schématu tranzistorového buzení je to C1..   u relé je to bod "sig"

>(Trochu mě také znervózňuje ve změřeném průběhu proudu senzorem při tranzistorovém buzení to kraťoučké plato na nulovém proudu následované změnou proudu mírně do opačné polarity oproti budícímu proudu - je to jen artefakt měření?)

ta opačná polarita je s největší pravděpodobností jen nevynulovaný offset DC proudových kleští s Hall senzorem (agilent 1146B), hodnota proudu byla řádově 650mA... pro to plato vysvětlení nemám. s vypnutím toho 10k rezistoru přes S6 by to souviset nemělo, to by mělo přijít až později...

v.

______________________________________________________________
> Od: "Richard" <richard na top-email.net>
> Komu: hw-list na list.hw.cz
> Datum: 09.05.2021 09:11
> Předmět: Re: protonovy magnetometr, slaby signal
>
> přidal jsem na tu stránku https://maglab.fel.cvut.cz/proton-mag---dalsi-pokusy/ <https://maglab.fel.cvut.cz/proton-mag---dalsi-pokusy/>  ještě pár obrázků, je tam vidět ten zánik proudu, překmity při počátku měření jen omezeně.. 

 Jestli ty detaily záznamů počátků měření (na výstupu filtru ?) chápu správně, tak v případě zapojení s relé je vidět nejprve špička z odbuzování cívky senzoru, pak špička z buzení cívky relé, po chvíli se přepnou kontakty relé a následuje saturace signálové trasy dozníváním zákmitů v laděném obvodu senzoru. Posléze zákmity poklesnou a postupně se vzpamatuje zesilovač a/nebo filtr a je vidět signál precese. U tranzistorového buzení vidím sadu 4 špiček (přiřazení spíš jen tuším) a po poměrně krátké prodlevě následuje (o dost později od vypnutí buzení než u obvodu s relé) připojení vstupu zesilovače bez viditelných větších překmitů a objeví se signál precese. Jistotu, zda se kvůli spínacím špičkám neděje něco neblahého mimo propustné pásmo filtru, by mělo poskytnout měření na zesilovači, nicméně to, co záznam ukazuje, na mě podezřele nepůsobí. 

 Další úvahy směřují k variantě fyzikální podstaty problému, kterou jste už uvedl, protože předpokládám, že možnost banální závady typu osazení chybné hodnoty R7 nebo poškozený tranzistor kvůli případné chybě při ladění spínací sekvence jste dávno prověřili a vyloučili: 

 > ano, tam je otázka co je nejlepší, jestli odzkratovat zesilovač a pak připojit signál, nebo to udělat "zároveň", nebo naopak, připojit signál ke zkratovanému zesilovači aby se omezil ten počáteční překmit..  
 který to možná může nějak zabít tím, že přes cívku štouchne do těch nebohých protonů co  začínají precesovat... 

 > *proto je důležitý ten rychlý zánik budícího proudu, aby všechny precesovaly se stejnou fázi, používá se nedestruktivní průraz toho spínacího tranzistoru Q4, proud zanikne za cca 100us, přičemž je důležitá ne ta celá část toho času, ale až to klesne pod nějakou hranici.. na tohle se musím podívat kolik to je.. měřili jsme těch 100us (napětí na Q4 klesne ze 200V na 0), ale nevím jak pečlivě ten konec, pomalý konec by mohl rozhodit protony, mohla by se částečně pokazit ta jejich synchronnost precese a to by mohlo být ono...slabší signál  

 Nemám to rozmyšlené do detailu, ale snad odhaduji správně, že nejkritičtější je, když proud cívkou senzoru vytváří pole velikostí řádově srovnatelné s tím měřeným zemským magnetickým polem, přičemž je pak problém nejen nehomogenita pole v cívce, ale i to, že výsledné pole směřuje šikmo od osy cívky, takže jaderná magnetizace může odprecedovat od osy cívky, resp. z roviny kolmé ke směru zemského pole. Obávám se, že odpovídající problematická hodnota proudu bude poměrně malá (možná řádově 1 mA ?), takže hlubší analýza vlivu doběhu odbuzování cívky i těch špiček ze spínání tranzistorů může být v tomto kontextu docela pracná...

 > ano vliv tranzistorů je v řádu 5-10nF, zkoušeli jsme samozřejmě kompenzovat, byl vidět vliv, ale pořád i nejlepší signál 3x menší... 

 Překvapilo mě, že odbuzení cívky vypadá v simulaci pro obvod s relé znatelně rychlejší (a následované zákmitem v napětí na tranzistoru) oproti zapojení s tranzistory - o víc než bych odhadoval z těch 12 V ze zdroje, které se přidávají z pohledu cívky k napětí na tranzistoru. Hrají tam roli kapacity nebo je tam jiná zásadní příčina? Mimochodem kam je vlastně v tom zapojení s relé připojen kondenzátor tvořící laděný obvod s cívkou senzoru? Na pin "Sig"? 
 (Trochu mě také znervózňuje ve změřeném průběhu proudu senzorem při tranzistorovém buzení to kraťoučké plato na nulovém proudu následované změnou proudu mírně do opačné polarity oproti budícímu proudu - je to jen artefakt měření?)

 > no jak píšu, každé měření znamená vzít bateriový osciloskop a vyběhnout na plac ve větru, sněhu, dešti.. odhánět pejskaře a zvědavce

 Umím si živě představit, že takové experimenty v terénu mají svá specifika. :-)

 R.

 -------------------------------------------------------------------------------------------------
 FreeMail powered by mail.de - MEHR SICHERHEIT, SERIOSITÄT UND KOMFORT
 _______________________________________________
 HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
 Hw-list na list.hw.cz
 http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list <http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list>

------------- další část ---------------
HTML příloha byla odstraněna...
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20210509/c3598a6b/attachment.html>