Testmetingen van een induktief afstandmeetsysteem
Citation for published version (APA):Bruijn, de, R. (1984). Testmetingen van een induktief afstandmeetsysteem. (DCT rapporten; Vol. 1984.041). Technische Hogeschool Eindhoven.
Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1984
Document Version:
Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record
Please check the document version of this publication:
• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.
• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.
• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.
Link to publication
General rights
Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain
• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.
If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:
www.tue.nl/taverne Take down policy
If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl
providing details and we will investigate your claim.
TESTMETINGEN VAN E E N I N D U K T I E F AFSTANDSMEETYSTEEM
R . DE 8RUIJN
O. S A M E N V A T T I N G T e s t m e t i n g e n z i j n u i t g e v o e r d aan het i n d u k t i e v e a f s t a n d s m e e t s y s t e e m ( I M S ) o n t w i k k e l d d o o r R .
v.
R e n t e r g h e m ( z i e lit.C l l l .
Dit s y s t e e m b e s t a a t i n p r i n c i p e uit t w e e s o l e n o l d a l e s p o e l t j e s , w a a r v a n e e n a l s z e n d - e n h e t a n d e r a l s o n t v a n g s p o e l t j e f u n k t i o n e e r t . D e h o o f d d o e l e n van d e z e m e t i n g e n z i j n :-
N a u w k e u r i g h e i d van het s y s t e e m b i j s t a t i s c h e m e t i n g e n b e p a l e n .-
K o n t r o l e r e n van d e r e l a t i e , d o o r van R e n t e r g h e m a f g e l e i d , d i e h e t verband g e e f t t u s s e n d e g e l n d u c e e r d e s p a n n i n g i n het o n t v a n g e r s p o e l t j e e n e r z i j d s e n d e a a n g e b r a c h t e ( w i s s e l - ) s p a n n i n g o p h e t z e n d e r s p o e l t j e ( d e " r e f e r e n t i e " - s p a n n i n g ) en d e a f s t a n d t u s s e n d e t w e e s p o e l t j e s a n d e r z i j d s .-
B i j v e r s c h i l l e n d e r e f e r e n t i e s p a n n i n g e n V en r e f e r e n t i e a f s t a n d e n r i s d e a l s k o n s t a n t b e s c h o u w d e w a a r d eB
uit d e r e l a t i e v a nv.
R e n t e r g h e m b e r e k e n d . D e z e r e l a t i e w o r d t g e g e v e n d o o r : O O A V = V-V = B . O i n r O ( ? . I ) w a a r i n : Vo = r e f e r e n t i e s p a n n i n g r = r e f e r e n t i e a f s t a n d V = m o m e n t a n e s p a n n i n g r = m o m e n t a n e a f s t a n d O De B ' s z i j n bepaald i n d e s i t u a t i e w a a r i n d e a s s e n van d e s p o e l t j e s i n e l k a a r s v e r l e n g d e l i g g e n en in t w e e s i t u a t i e s w a a r i n k l e i n e s t a n d a f w i j k i n g e n t.o.v. v o o r g e n o e m a e s i t u a t i e w o r d e n a a n g e b r a c h t . Gerekening Van d e 3-waarbeiìg e s c h i e d d.m.v. k u r v e f i t t i n g van r e l a t i e ( 1 . 1 ) o p d e m e e t w a a r d e n ( A V en r ) v e r k r e g e n b i j k l e i n e v a r i a t i e s van r ( 0 , 9 r
B o v e n d i e n w o r d e n m e t i n g e n u i t g e v o e r d w a a r b i j de s p o e l t j e s i n e e n w a t e r b a d z i j n o n d e r g e d o m p e l d : e e n m a a l i n "normaal." e n k k n m a a l in @en d o o r z o u t v e r z a d i g d w a t e r .
Als l a a t s t e i s g e m e t e n w a t d e i n v l o e d van d e o m g e v i n g s t e m p e r a t u u r i s op het s y s t e e m .
<
rL
1 ' 1 roi.V o l g e n s v. R e n t e r g h e m l i t .
C l 1
i s d e w a a r d e v a n d e k o n s t a n t e 8 i n r e l a t i e ( 1 ) g e l i j k a a n 3. Uit o n z e m e t i n g e n v o l g e n e c h t e r w a a r d e n d i e i n het d o o r o n s g e k o z e n m e e t g e b i e d 10 t o t 201
l a g e r l i g g e n , t e r w i j l t e v e n s i s g e b l e k e n d a t B n i e t k o n s t a n t i s m a a r a f h a n k e l i j k i s van r e n ( i n m i n d e r e m a t e ) van V.
De a f h a n k e l i j k h e i d v a n r w o r d t b e s c h r e v e n m e t e e n f u n k t i e v a n d e ( v r i j w i l l e k e u r i g e ) v o r m ( a f h . van V w o r d t b u i t e n b e s c h o u w i n g g e l a t e n ) . O O O O B = C + ü . l n r C , D = konstanten r = ref. a f s t a n d O O ( 1 . 2 ) w a a r i n : B e r e k e n i n g v a n C e n D g e s c h i e d t w e d e r o m d o o r k u r v e f i t t i n g van r e l a t i e ( 1 . 2 1 o p d e e e r d e r b e r e k e n d e B-waarden. K o n k l u s i e s d i e u i t d e m e t i n g e n volgen z i j n :-
W a n n e e r r g r o t e r d a n 1 1 m m w o r d t g e k o z e n , w o r d t het s y s t e e m z e e r o n b e t r o u w b a a r ; d e b e r e k e n d e w a a r d e n v o o r B v e r t o n e n h i e r e e n s p r e i d i n g van + 30%.
O-
O m d a t B i n v e e l g e r i n g e r e m a t e a f h a n k e l i j k i s van V w o r d t h e t b u i t e n O b e s c h o u w i n g l a t e n van d e z e invloed a l s r e d e l i j k v e r o n d e r s t e l d .-
G e b l e k e n i s d a t d e o m g e v i n g s t e m p e r a t u u r v a n i n v l o e d i s o p het m e e t s y s t e e m . De n a u w k e u r i g h e i d v a n d e m e t i n g e n b e d r a a g t b i j k o n s t a n t e t e m p e r a t u u r V+.O32V. De i n v l o e d v a n d e t e m p e r a t u u r , d.w.z. d e v e r a n d e r i n g v a n het u i t g a n g s s i g n a a l , b e d r a a g t .O136 Vloc.-
I.v.m. h e t o p w a r m e n van d e a p p a r a t u u r i s @en p e r i o d e van 4 uur n o d i g v o o r d a t h e t s y s t e e m z i c h g e s t a b i l i s e e r d heeft.-
M i t s v o o r e e n g e g e v e n s p o e l t j e s p a a r d e p a r a m e t e r s C e n D uit r e l a t i e ( 1 . 2 ) z i j n b e p a a l d , i s het m o g e l i j k om m.b.v. r e l a t i e ( 1 . 1 ) d e a f s t a n d r ( 0 , 9r o
<
r5
1 , l r 1 t u s s e n d e s p o e l t j e s t e b e p a l e n uit d e g e m e t e n s p a n n i n g V. O p g e m e r k t d i e n t t e w o r d e n d a t d e n a u w k e u r i g h e i d w a a r m e e w e V b e p a l e n ( s t e r k ) a f h a n k e l i j k i s van het j u i s t i n s t e l l e n e n h a n d h a v e n v a n d e o n d e r l i n g e p o s i t i e van d e s p o e l t j e s .B i j d e a a n g e b r a c h t e stand a f w i j k i n g e n van d e s p o e l t j e s blijkt
B
m a k s i m a a l 10 2 a f t e w i j k e n .O
-
-
B i j e e n m e e t b e r e i k van V = 4-
1 1 ímml blijkt dat B op2
2 2 n a u w k e u r i g kan w o r d e n b e p a a l d . Dit b e s c h o u w e n w e a l s g o e d .I N H O U D S O P G A V E b l a d z i j d e O. S a m e n v a t t i n g . 1 . I n l e i d i n q . 2. P r i n c i D e v a n het IMS. 2.1 I n l e i d i n g . 2.2 T h e o r e t i s c h e a c h t e r g r o n d . 3. M e t i n q e n . 3.1 D e o p s t e l l i n g . 3.2 Het m e e t p r o g r a m m a . 3.3 D e m e e t r e s u l t a t e n . 3.3.1 M e e t r e s u l t a t e n o n d e r " n o r m a l e " o m s t a n d i g h e d e n . 3.3.2 M e e t r e s u l t a t e n m e t k l e i n e s t a n d a f w i j k i n g e n . 3.3.3 M e e t r e s u l t a t e n m e t d e s p o e l t j e s i n w a t e r g e d o m p e l d . 3.3.4 D e i n v l o e d v a n d e o m g e v i n g s t e m p e r a t u u r e n d e d r i f t . 4 . 5 . K o n k l u s i e s . L i t e r a t u u r . B i j l a g e n :
I
I 1 I 1 1 IV g r a f i e k e n van d e s p o e l t j e s k a r a k t e r i s t i e k e n A V , r g r a f i e k e n van d e s p o e l t j e s k a r a k t e r i s t i e k e n A V , r m e t s t a n d a f w i j k i n g e n d e b i j V g , r o b e r e k e n d e E - w a a r d e n d e m e e t o p s t e l l i n g 2 5 6 6 7 10 1 0 11 13 13 17 1 8 1 9 21 2 21 .
I N L E I D I N G I n d i t r a p p o r t w o r d t v e r s l a g g e d a a n van t e s t m e t i n g e n a a n het i n d u k t i e v e a f s t a n d s m e e t s y s t e e m ( I M S ) , w a t v o o r h e t m e t e n van l e n g t e v e r a n d e r i n g e n kan w o r d e n g e b r u i k t . D e z e m e t i n g e n w o r d e n u i t g e v o e r d o m e e n i n d r u k t e k r i j g e n van d e g r o o t t e e n l i g g i n g van h e t b r u i k b a r e b e r e i k en o m i n z i c h t t e k r i j g e n i n h e t m e e t g e d r a g v a n h e t systeem.D e n a u w k e u r i g h e i d v a n het s y s t e e m w o r d t b e p a a l d uit d e r e s u l t a t e n van m e t i n g e n m e t d e s p o e l t j e s in " n o r m a l e " o p s t e l l i n g , m e t s t a n d a f w i j k i n g e n en i n e e n w a t e r b a d . D e i n v l o e d v a n o m g e v i n g s f a k t o r e n z o a l s d e o m g e v i n g s t e m p e r a t u u r e n d e v o c h t i g h e i d w o r d t e v e n e e n s bekeken. In h e t n a v o l g e n d e w o r d t g e s c h e t s t o n d e r w e l k e k o n d i t i e s het IMS v o o r h e t m e t e n v a n v e r l e n g i n g e n van w e e f s e l s t r u k t u r e n t e g e b r u i k e n is.
2. Het rïrinciPe v a n h e t IMS. 2.1 I n l e i d i n g . H e t d o o r v a n R e n t e r g h e m 1 1 1 o n t w i k k e l d e i n d u k t i e v e a f s t a n d s m e e t s y s t e e m ( I M S ) b e s t a a t u i t e e n t w e e t a l s o l e n o l d a l e s p o e l t j e s , w a a r v a n het z e n d s p o e l t j e w o r d t b e k r a c h t i g d m e t e e n w i s s e l s p a n n i n g ( f = 1 0 0 1 k H z l ) w a a r d o o r i n z i j n o m g e v i n g e e n m a g n e t i s c h veld w o r d t g e g e n e r e e r d . fig. 2. I s p o e l t j e s
i n
" n o r m a l e " o p s t e l l i n g . Door n u h e t a n d e r e s p o e l t j e , ( h e t o n t v a n g s p o e l t j e ) , i n d e b u u r t v a n h e t z e n d s p o e l t j e t e p l a a t s e n ( z i e fig. 2.11, w o r d t i n h e t o n t v a n g s p o e l t j e e e n i n d u k t i e s p a n n i n g g e g e n e r e e r d . O n d e r s t a a n d e f i g u r e n g e v e n r e l a t i e ( 1 ) en ( 2 1 i n g r a f i s c h e v o r m weer. fig.2.2 V= ftrì f i g . 2.3 E = f ( r o )2 . 2 Theoretische achterqrond.
DOQr van Renterghen
C l 1
is afgeleid dat de geinduceerde spanning VIn
hetontvangspoeltje gegeven wordt door d e relatie :
3
V = C r ( 2 . 1 ) waarin:
C = konstante.
r = afstand tussen d e centra
v a n
de spoeltjes (zie fig. 2 . 1 ) .Deze spanning wordt in d e praktijk door een logaritmische versterker
gestuurd, waardoor w e voor de uitgangsspanning U
van
het IMS krijgen :r
O
u : =
-
In V =-In
C + 3 ln ( 2 . 2 )Stellen
we
nu een spanning U in bij een referentieafstand van r o dan volgtO r A U : = &i
-
Uo
= 3In -
r
O ofwel : ( 2 . 3 ) ( 2 . 4 9Uit orienlerende metingen litsE21 is gebleken dat de evenredigheid in rel.
(2.31 niet geheel blijkt te voldoen : men vindt van de faktor 3 afwijkende
waarden.
Verklaringen hievoor kunnen van tweeërlei aard zijn:
1 ) mogelijke afwijkingen in d e elektronika van het IMS.
2 ) mogelijke afwijkingen t.g.v. bepaalde aannamen in de theoretische
modelvorming van het IMS.
We zullen ons hier
n u
richten op d e tweede verklaring.I n
d e door vanRenterghem lit.[11 wordt aangenomen dat d e straal a van de spoeltjes klein
i s i n lit.C31 een p o g i n g o n d e r n o m e n o m m.b.v. e e n u i t g e b r e i d e r e t h e o r i e een m o g e l i j k e v e r k l a r i n g v o o r d e a f w i j k i n g e n t e v i n d e n . In d e z e t h e o r i e w o r d t , in t e g e n s t e l l i n g t o t van R e n t e r g h e m , n i e t a a n g e n o m e n d a t a i r
< <
1 . Dit h e e f t w e l a l s k o n s e k w e n t i e d a t d e b e s c h r i j v e n d e e l e k t r o - m e c h a n i s c h e v e r g e l i j k i n g e n s l e c h t s v o o r e e n e e n v o u d i g g e v a l o p g e l o s t k u n n e n w o r d e n , n a m e l i j k v o o r het g e v a l d a t d e a s s e n van d e s p o e l t j e s i n e l k a a r s v e r l e n g d e l i g g e n . D u s g e e n r e l a t i e v e o r i e n t a t i e v e r a n d e r i n g e n m a a r e e n b e w e g i n g l a n g s een lijn. Dit i s e e n g o e d e b e n a d e r i n g e c h t e r o o k d e s i t u a t i e w a a r i n d e t e s t m e t i n g e n v e r r i c h t zijn.U i t d e a n a l y s e van lit.C33 blijkt d a t i n d i t g e v a l v o o r d e g e i n d u c e e r d e s p a n n i n g V i n het o n t v a n g s p o e l t j e geldt: C = k o n s t a n t e r = a f s t a n d t u s s e n d e c e n t r a van d e s p o e l t j e s In d i t g e v a l volgt d u s v o o r d e r e l a t i e s ( 2 . 3 ) en ( 2 . 4 ) : dS dJt c o s iI, c o s
*
3t
Ji + 2 A 2 1 1-
c o s & ) I- -
6A U
6 ï n r-
O J 2 1 + 2h ( 1-
cos $ 12nS
a r-
OV o o r
r o +
00 (h+Etl volgt uit ( 2 . 6 ) :( 2 . 5 ) w a a r i n : ( 2 . 6 1 w a a r i n : ( 2 . 7 ) ï i m
-1
6 AU = 3 O 6 l n r r = r ( 2 . 8 )Dit stemt overeen met het resultaat van van Renterghem.
I n
het algemeenechter zal voor d e konstante B gelden dat deze afhankelijk is van
r
0:
(mits Iír-r I/r
I
< <
I )O O 0
A U
= B inF
B= - I
6A U
O 6 lnr r = r ( 2 . 9 )In fig. 2 . 4 staat de konstante B als funktie van a/r uitgezet, waaruit
blijkt dat B afwijkt van d e waarde 3 naarmate d e spoeltjes relatief dicht
bij elkaar staan.
O
3 . DE METINGEN.
3 . I De oDstellinq.
De spoeltjes worden aangebracht op een konstruktie waarvan de delen in de omgeving van d e spoeltjes van plexiglas zijn vervaardigd, zodat het magnetisch veld niet wordt verstoord (zie fig. 3 . 1 ) .
Naast d e mogelijkheid dat de onderlinge afstand tussen d e spoeltjes met 2
(zie bijlage
I V )
kan worden versteld, kunnen ook o p eenvoudige wijze met 5twee soorten standafwijkingen (zie fig. 3 . 1 ) t.o.v. d e “normale” toestand
worden aangebracht.
I
verschuiving s rotatie R -~ \
fig. 3 . 1 Twee soorten standafwijkingen.
Het zendspoeltje wordt aangestuurd door het zendgedeebte ( 1 ) wan het
systeem, terwijl het ontvangspoeltje zijn gelnduceerd signaal aan het ontvanggedeelte ( 2 )
v a n
het systeem afgeeft.Dit ontvanggedeebte biedt het signaal voor het digitaliseren aan een digitale voltmeter ( 3 ) aan (zie fig. 3 . 2 . ) .
Een LAM ( 4 1 biedt het digitale signaal ter manipulatie en verwerking aan de
Prime ( 6 ) aan.
Hierbij wordt het Dana-meetprogramma (zie lit. [ & I ) gebruikt, ontwikkeld
door J. van Heck en
K.
Koekkoek3.2 Het meetDroqramma.
€en spoeltjespaar wordt in de opstelling gemonteerd, waarbij er o p gelet
wordt dat hun assen zo goed mogelijk samenvallen. Dit laten samenvallen
wordt m.b.v. een mikroskoop gedaan.
Tussen de speeltjes wordt een referentieafstand r ingesteld; de zender
wordt afgeregeld op een referentiespanning V
We veronderstellen dat bij kleine variaties van de afstand ( I R 1 < 0 , 1 r o l , de
parameter i3 uit rel.
( 1 )
konstant mag worden genomen.In stapjes van .Ol*r -.O1 mm. wordt vervolgens een trajekt doorlopen zoals
tabel i laat zien.
O O ' O m e e t t r a j e k t i n k r e m e n t O 4 3.7
-
4 . 3 mrn. . O 3 mm. 6 5 . 5-
6.5 mm. . O 5 mm. 8 7 . 3-
8.7 mm. . O 7 mm. 1 1 1 0 . 0-
1 2 . 0 mm..
? O mm. r t a b e lI
Op deze wijze krijgen we 21 meetpunten (r,V) rondom en op een ingestelde
referentietoestand (r V
1 .
Deze metingen verrichten w e 5 keer.De konstant veronderstelde waarde van B in d e omgeving van (r il 1 bepalen
we door kurvefitting op de 5 sets meetwaarden van relatie ( 2 ) het gemiddelde
te bepalen van d e op deze wijze verkregen 5 8-waarden.
Deze metingen worden verricht bij zestien verschillende instelkombinaties van íro,Vo).
Vervolgens worden meetcycli doorlopen na het aanbrengen van twee soorten afwijkingen t.o.v. de "normale" spoeltjesstand (zie fig.2.1).
In het eerste geval wordt het ontvangspoeltje een . 5 mm. en 1 . 0 mm.
verschoven t.o.v. de oorspronkelijke gemeenschappelijke hartlijn (zie
O '
o
0 ' i3
fig.3.11.
In
het tweede geval wordt dit spoeltje een hoekverdraait.o.v. d e hartlijn gegeven.
Hiervan wordt d e invloed op de funktie B = f l r 1 (zie rel. Deze metingen worden verricht bij een referentiespanning
o
O ng van 3 , 5 en 7 , û 0 2 ) ) nagegaan. V van-
, 5 V. OVoorts blijft het meten beperkt tot het viermaal doorlopen van het trajekt (zie tabel I ) , terwijl bij een r v a n 4 rnrn. niet gemeten wordt.
Bij het viermaal doorlopen
van
het trajekt, i.p.v. het voorheen gekozenaantal van vijf, blijkt d e betrouwbaarheid van de bepaling
v a n
d e funktieB=f(roì niet als zodanig af te nemen. Metingen bij
r
= 4 rnm. wordengeschrapt, omdat nu a l blijkt dat het meetgebied in de buurt van r = 8 mm.
ligt. Dit om het aantal metingen te beperken.
De meetcyclus wordt nogmaals herhaald zonder standafwijkingen waarbij de
spoeltjes in water en ebnmaal in een door zout vezadigde oplossing
gedompeld zijn.
Als laatste Wordt gemeten wat d e invloed en grootte is op het IMS
v a n
deomgevingstemperatuur en de drift.
De
keuze van de verschillende referentiespanningen V wordt gemotiveerd doord e volgende overwegingen. O O O & & m a a l O
fig. 3 . 3 schema IMS
Bovenstaand schema geeft d e opbouw van (Se ontvanger van het IHS-systeem
weer.
%innen het gestippelde kader wordt een percentage ruis veroorzaakt. Deze
ruis heeft een konstante grootte, omdat deze in het gedeelte onstaat d a t
zich na de versterker bevindt en zodoende niet meeversterkt wordt.
Dit heeft tot gevolg dat de S/R-verhouding verbeterd naarmate het signaal
3 . 3 . 1 M e e t r e s u l t a t e n onder "normale" omstandisheden.
I n t a b e l I 1 s t a a n de u i t de metingen v e r k r e g e n z e s t i e n volgens r e i . ( 2 )
berekende waarden van B .
Voor h e t f e i t d a t deze waarden veranderen b i j v a r i a t i e s van de
r e f e r e n t i e s p a n n i n g V i s geen v e r k l a r i n g gevonden.
Veranderingen van
B
b i j v a r i a t i e s van V kunnen ( g e d e e l t e l i j k ) v e r k l a a r dworden met de i n p a r . 2 . 2 beschreven t h e o r i e . I n f i g . 3 . 5 z i j n de B waarden tegen r en V u i t g e z e t .
o
0
vo+
I
0 . 0v
r O O 4 mm. 6 mm. 8 mm. 11 mm. 2 . 4 7 0 9 6 ‘.U1480 2.56538’.
O 0 9 9 0 2.65186-
+ . O 0 9 9 0 2 . 6 9 4 6-
+ . O 2 2 8 0 - . 5v
2 . 3 6 1 7 0-
+ . O 1 3 1 0 2.46435-
+ . O 0 4 9 0 2 . 5 4 0 0 6-
9 . 0 0 2 9 4 2.58870-
+ . O 2 6 2 0 - 1 . 0v
2.35402-
+.
U0600 2 . 4 4 1 1 6-
+ . 0 4 1 9 0 2.53222-
9 . 0 0 9 5 0 2.58636-
+ . 0 1 2 9 u - 1 . 5v
2 . 4 7 3 9 4-
9 . 0 1 4 4 0 2 . 6 0 3 1 6-
+ . o 0 4 7 0 2.65336-
+ . o 2 1 2 0 t a b e l I 1fig. 3.5 5 als funktie van r
o
en Y o .Figuur 3.6 geeFt een specifieke meting weer.
Juist rond 0.0 V treden problemen op met d e snelheid waarmee d e digitale
multimeter kan worden uitgelezen. Naarmate het signaal "meer nullen achter
de komma bevat" vergt dit uitlezen meer tijd.
Hierdoor komt het voor dat reeds een handmatig nieuwe ingestelde waarde voor
r wordt ingesteld, terwijl het uitlezen nog niet voltooid is. De
geinduceerde spanning verandert dus en
er
wordt een verkeerde meetwaardeingenomen.
De 1 5 andere figuren van de metingen, waaruit de B-waarden bepaald zijn,
zijn opgenomen in bijlage i.
De uit de hier beschreven metingen berekende B-waarden zijn in bijlage I 1 1
3.3.2. M e e t r e s u l t a t e n b i i k l e i n e standafwiikinqen.
I n t a b e l I 1 1 worden de 8-waarden gegeven b i j een standafwijking van de
s p o e l t j e s a l s deze . 5 mm. en 1.0 mm. t . o . v . de gezamenlijke h a r t l i j n z i j n verschoven verschuiving s b i j V = - . 5 V
r +
O 6 mm.o
8 mm. 1 1mm.
. 5 mm. 2.6793 18.7%) 2.6841 ( 5 . 7 % ) 2.6323 ( 1 . 7 % )-
+ . 0041 1-
+ . 00974-
+ . O0858 1 mm. 2 . 8 7 7 3 ( 1 4 . 7 % ) 2 . 8 4 6 7 ( 1 2 . 1 % ) 2.7896 (7.8%) + . 00917 t a b e l I 1 1-
+ . O 1 1 7 0-
+ . O1088-
Deze t a b e l g e e f t g r o t e r e 8-waarden t e z i e n dan de u i t t a b e l 1 1 . Deze toename s t a a t u i t g e d r u k t i n een percentage, w a a r u i t b l i j k t d a t de r e l a t i e v e
toename afneemt naarmate r g r o t e r wordt.
F i g u u r 3.7 g e e f t e e n beeld hoe R e t verband tussen r en V verandert a l s de
c p a e l t j e s een bepaalde verschuiving t . o . v . de "normale" o p s t e l l i n g hebben gekregen
I n b i j l a g e I 1 z i j n d e andere 5 f i g u r e n opgenomen; i n b i j l a g e I 1 1 z i j n de u i t de h i e r beschreven metingen berekende 8 ' s i n tabelvorm opgenomen.
O
In t a b e l IV z i j n d e b e r e k e n d e B - w a a r d e n g e g e v e n a l s d e h a r l i j n e n van d e s p o e l t j e s e e n h o e k m a k e n v a n 3 . 5 en 7 t.0.v d e g e z a m e n l i j k e h a r t l i j n van d e " n o r m a l e " o p s t e l l i n g . O O h o e k v e r d r a a i i n g
fl
b i j V = - . 5 Vr +
6 mm. 0 mm. 1 1 mm. O O O 3 . 5 2 . 3 9 5 9 ( - 2 . 8 % ) 2 . 4 3 7 4 ( - 4 . 1 % ) 2 . 4 2 9 4 ( - 6 . 2 % )-
+ . 00443-
t .O1946-
+ . 09700 7 . 0 2 . 3 9 6 2 ( - 2 . 8 % ) 2 . 4 7 7 8 (-2.5%) 2 . 7 8 9 6 ( - 3 . 4 % )-
+ . o 1 0 1 0-
+.
o 1 942-
+ . 06530 t a b e l IV O F i g u u r 3 . 8 t o o n t e e n m e t i n g m e t s p o e l t j e s met e e n v e r d r a a i i n g v a n 3 . 5 t.o.v. e e n m e t i n g m e t d e s p o e l t j e s i n " n o r m a l e " o p s t e l l i n g . In b i j l a g e I 1 z i j n d e o v e r i g e m e t i n g e n o p g e n o m e n , t e r w i j l i n b i j l a g e 111 e e n t a b e l i s V - -3c I o pg e n o m e n w a a r u i t t a b e l I V i s s a m e n g e s t e l d . , -..--
v
= -.5v
= o
O O--
f i g . 3.8 3 . 3 . 3 M e e t r e s u l t a t e n m e t d e s p o e l t i e s i n w a t e r q e d o m D e l d . T e r w i j l g e m e t e n w o r d t b i j e e n v a s t e i n s t e l l i n g m e t V = -.5 V e nr o
= 6 m m w o r d e n d e s p o e l t j e s e e n m a a l o n d e r g e d o m p e l d in e e n w a t e r b a d en e e n m a a l i n e e n m e t z o u t v e r z a d i g d e w a t e r o p l o s s i n g . De invloed w o r d t V e r v o l g e n s m e t e e n m e t i n g o n d e r " d r o g e " o m s t a n d i g h e d e n . T a b e l V g e e f t d e uit d e m e t i n g e n b e r e k e n d e 8 - w a a r d e n . O-3- i
I
-7
i
-5r l F i g u u r 3.9 g e e f t t a b e l V in g r a f i s c h e v o r m weer. d r o o g ( 3 ) water ( 2 ) d r o o g ( 3 ) 2.4644 ( 0 . 0 % ) 2.4129 ( 1 . 2 % ) 2.5639 ( 4 . 0 % )-
+ . 0 0 4 9 4-
+. O 1 225 I , r, I
I
-E: l i . -i f i g . 3.9 i n v l o e d w a t e r e n z o u t w a t e r o p d e m e t i n g e n 3.3.4 De i n v l o e d van d e o m q e v i n s s t e m D e r a t u u r en d e d r i f t . t a b e l V Om t e o n d e r c o e k e n h o e g r o o t d e i n v l o e d v a n d e o m g e v i n g s t e m p e r a t u u r i s , i s v o o r e e n p e r i o d e v a n 24 uur d e s p a n n i n g V g e m e t e n z o n d e r aan het s y s t e e m o f o p s t e l l i n g i e t s t e v e r a n d e r e n ( z i e fig. 3.101.G e l i j k t i j d i g m e t d e z e m e t i n g w e r d d e o m g e v i n g s t e m p e r a t u u r g e m e t e n , w e l k e g l o b a a l g e z i e n e e n v e r l o o p had z o a l s f i g u u r 3.11 l a a t z i e n . U i t d e z e t w e e g e g e v e n s k a n v e r v o l g e n s voor het IMS e e n t e m p e r a t u u r s a f h a n k e l i j k h e i d w o r d e n g e k o n s t a t e e r d , w o r d t g e s c h a t op .O136 V l o c . Om enig idee van d e grootte van d e z e a f h a n k e l i j k h e i d t e krijgen: d e s p r e i d i n g van d e m e t i n g e n b i j k o n s t a n t e t e m p e r a t u u r b e d r a a g t .O32 V .
4 . K O N K L U S I E S . - D o o r v. R e n t e r g h e m w o r d t g e s t e l d d a t v o o r 6 b i j g o e d e b e n a d e r i n g d e w a a r d e 3 m a g w o r d e n g e k o z e n . Uit o n z e m e t i n g e n v o l g e n e c h t e r w a a r d e n voor 6 d i e 1 0 t o t 20% l a g e r l i g g e n , t e r w i j l e e n a f h a n k e l i j k h e i d w o r d t g e k o n s t a t e e r d m e t r D e z e a f h a n k e l i j k h e i d m e t r w o r d t t o t u i t i n g g e b r a c h t m e t b e h u l p van d e f u n k t i e v a n d e v r i j w i l l e k e u r i g e v o r m 8 = C + O I n r O ' O O ' - A l s r g r o t e r i s d a n 1 1 mm., i s d e s p r e i d i n g van d e b e r e k e n d e 6 - w a a r d e n z e e r O g r o o t ( A B = + 30%*8).
-E
i s ook i n g e r i n g e m a t e a f h a n k e l i j k van V o ; a l s b i j m e t i n g e n d e r e f e r e n t i e s p a n n i n g w o r d t i n g e s t e l d o p V o = - . 7 5 V e n d e s p a n n i n g v a r i a t i e s z i j n niet t e g r o o t ( + . 2 5 V ) , d a n z a l d e z e a f h a n k e l i j k h e i d t e v e r w a a r l o z e n z i j n ( z i e fig. 3.5). - G e b l e k e n i s d a t d e o m g e v i n g t e m p e r a t u u r v a n i n v l o e d i s o p het g e d r a g v a n het m e e t s y s t e e m . D e z e a f h a n k e l i j k h e i d l i g t i n d e o r d e v a n . O 1 3 6 V / o c . De o m g e v i n g t e m p e r a t u u r m o e t d a a r o m z o g o e d m o g e l i j k k o n s t a n t w o r d e n g e h o u d e n . - I n v e r b a n d m e t het o p w a r m e n v a n d e a p p a r a t u u r i s m i n s t e n s e e n p e r i o d e van 4uur n o d i g v o o r d a t het s y s t e e m z i c h g e s t a b i l i s e e r d h e e f t e n e r g e m e t e n kan w o r d e n . - H e t a a n b r e n g e n v a n s t a n d a f w i j k i n g e n i n d e v o r m van v e r s c h u i v i n g e n en r o t a t i e s i n d e s p o e l t j e s k o n f i g u r a t i e v e r a n d e r t d e 6 - w a a r d e n t o t m a k s i m a a l 1 0 % . - D e r e p r o d u c e e r b a a r h e i d van het m e e t s y s t e e m i s z o n d e r m e e r g o e d , m i t s m a a r t u s s e n d e 4 o n 1 1 mm. g e m e t e n wordt. B i n n e n d i t g e b i e d k a n 8 b e p a a l d w o r d e n m e t e e n s p r e i d i n g v a n m a k s . 2%.
5. L I T E R A T U U R .
C 1 3
v a n R e n t e r g h e m [21 1 3 3 C4l D o r t m a n s , L D o r t m a n s , L DANA " A o r t i c v a l v e g e o m e t r y d u r i n g t h e c a r d i a c c y c l e " , d i s c T H E , 1 9 8 3 " E n i g e o r i e n t e r e n d e m e t i n g e n m e t h e t I n d u k t i e v e A f s t a n d s m e e t s y s t e e m v a n R . v. R e n t e r g h e m " , i n t e r n e n o t i t i e v a k g r o e p W F W , A D , okt. 1984. " E e n n a d e r e b e s c h o u w i n g v a n d e t h e o r i e van het I n d u k t i e v e A f s t a n d m e e t s y s t e e m vanR.
v . R e n t e r g h e m , i n t e r n e n o t i t i e v a k g r o e p W F W , A D , okt. 1984. Een v e r w e r k i n g s p r o g r a m m a v o o r m e e t d a t a , b e s c h i k b a a r op d e P r i m e k o m p u t e r v.d. Afd. W , T H E i n d h o v e n .I
I I ! I ! I I I I i I h v I + I M i i i TI m 3 . , I i m-
M l i 1 ... ..L , _ - - ;r . I , 7 ; 1; ... .x ... .L I .- .- I --j I , i i I i I I i t i ! i, , r- q (3 O O O + I C u 3 m . hl C u 0 L o 4 * I Cu li
m
3
ico co N 4 O 4 CY O
e . . - N N II $ 4 m w “o *
1
.
e-- _- ___.A__- -_-- 1 4- . 5
v
- 1 . 0
v
. O mm. O 3 . 5 2 . 3 9 2 7 2 . 4 3 7 3 2 . 4 2 7 3 2 . 3 9 1 5 2 . 4 5 2 0 2 . 4 3 2 3 2 . 3 9 9 2 2 . 4 5 0 3 2 . 4 4 0 6 2 . 4 0 0 2 2 . 4 0 9 9 2 . 4 1 7 4
I ) m e e t k l o k j e ( . O 1 mm.)
2) v e r s t e l l i n g a f s t a n d ro t u s s e n d e s p o e l t j e s
3) zends’poeltje
4 )
o n t v a n g s t s p o e l t j e4 . KONKLUSIES. - D o o r
v.
R e n t e r g h e m w o r d t g e s t e l d d a t v o o r 8 b i j g o e d e b e n a d e r i n g d e w a a r d e 3 m a g w o r d e n g e k o z e n . Uit o n z e m e t i n g e n v o l g e n e c h t e r w a a r d e n v o o r B d i e 1 0 t o t 20% l a g e r l i g g e n , t e r w i j l e e n a f h a n k e l i j k h e i d w o r d t g e k o n s t a t e e r d m e t r D e z e a f h a n k e l i j k h e i d m e t r w o r d t t o t u i t i n g g e b r a c h t m e t b e h u l p v a n d e O f u n k t i e van d e v r i j w i l l e k e u r i g e v o r m í3= C + D I n ro. g r o o t ( A B = + 301.*8). O ' - A l s r g r o t e r i s d a n O i 1 mm., is d e s p r e i d i n g v a n d e b e r e k e n d e 8 - w a a r d e n z e e r -8 i s o o k i n g e r i n g e m a t e a f h a n k e l i j k v a n V a l s b i j m e t i n g e n d e 0; r e f e r e n t i e s p a n n i n g w o r d t i n g e s t e l d o p Vo= - . 7 5 V e n d e s p a n n i n g v a r i a t i e s z i j n n i e t t e g r o o t ( + . 2 5 V ) , d a n z a l d e z e a f h a n k e l i j k h e i d t e v e r w a a r l o z e n z i j n ( z i e fig. 3.5). - G e b l e k e n i s d a t d e o m g e v i n g t e m p e r a t u u r v a n i n v l o e d i s o p het g e d r a g v a n het m e e t s y s t e e m . D e z e a f h a n k e l i j k h e i d l i g t i n d e o r d e van . O 1 3 6 V / o c . De o m g e v i n g t e m p e r a t u u r m o e t d a a r o m z o g o e d m o g e l i j k k o n s t a n t w o r d e n g e h o u d e n . - I n v e r b a n d m e t h e t o p w a r m e n van d e a p p a r a t u u r i s m i n s t e n s e e n p e r i o d e v a n 4 uur n o d i g v o o r d a t h e t s y s t e e m z i c h g e s t a b i l i s e e r d h e e f t e n e r g e m e t e n kan w o r d e n . - H e t a a n b r e n g e n v a n s t a n d a f w i j k i n g e n i n d e v o r m v a n v e r s c h u i v i n g e n e n r o t a t i e s in d e s p o e l t j e s k o n f i g u r a t i e v e r a n d e r t d e B - w a a r d e n t o t m a k s i m a a l 10%. - D e r e p r o d u c e e r b a a s h e i d v a n het m e e t s y s t e e m i s z o n d e r m e e r g o e d , m i t s m a a r t u s s e n d e 4 en 1 1 mm. g e m e t e n wordt. B i n n e n d i t g e b i e d k a n 8 b e p a a l d w o r d e n m e t e e n s p r e i d i n g van m a k s . 2%.5. L I T E R A T U U R .
