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数学通道的应用(一)-基本介绍

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发表于 2019-10-9 14:50:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
数学通道的应用(一)-基本介绍

作者:Steve Smith

我想写一篇关于数学通道的新文章,对捕获到的原始数据应用数学通道功能可以揭示很多信息。数学通道真正的美妙之处在于,它可应用于已保存的文件(可能已经保存了很多年),以显示出关于故障的新信息。

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图1 数学是很酷的

数学通道应用的注意事项:

1.  确保屏幕上有足够多的样本(理想情况下,至少100万个样本);

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图2 最少100万个样本

2.确保屏幕上有足够多的数据,包含所需的相关信息,比如电压波动或一些特定的周期、事件;

3.PicoScope软件屏幕上数据完整,不要中途停止对屏幕上信号的捕获;

4.确保你捕获的信号在捕获期间的任何时刻都不会超出范围;

5.对原始信号低通滤波可以从波形中去除噪声/尖峰,这将具有“平滑”显示数学通道的效果。


下面的波形是一个典型的例子。

这里有一个起动机在相对压缩试验期间(发动机不启动)的电源电压和起动机电流。

波形有足够的样本,有多个压缩事件的完整的屏幕、缓冲区数据,并且在任何一点都没有超出范围。

为了提高数学通道的显示效果,把1 kHz低通滤波分别应用在通道A和通道B上。

从数学通道A / B(电压除以电流)开始,我们可以计算出起动过程中的电路电阻。观察在每个压缩事件中的电阻是如何随着经过起动电机的电流而成比例减小的(欧姆定律)。

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图3 电阻

如果我们将通道A和通道B相乘,电压*电流(A*B),就得到了压缩时电能的瓦特(功率)峰值,约为1.28千瓦。

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图4 功率

已知该发动机的气缸数(4缸),我们可以根据电流峰值确定完成两次压缩事件的频率(时间标尺之间比较明显)。

一个4冲程4缸发动机每转一圈会产生两次压缩事件,如果我们知道这些事件的频率,乘以60就能得到转速(频率/RPM图例中显示的起动速度)。

在这种设想下,转速的数学公式是60/2*freq(B)。

注意在整个捕获过程中稳定的起动速度大约为280转。

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图5 转速

我们已经知道了功率和转速,乘上常数95(N·m)我们就可以得到扭矩。公式如下:9.5*(A*B)/(60/2*freq(B))。

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图6 扭矩

上面的波形显示了以通道B(电流)作为参考,扭矩最大值出现在最大压缩处。

正如你所看到的,我们一开始捕捉到的只有电压和电流,但使用数学通道获得了电阻、功率、转速和扭矩。





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