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Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - WolfiB - 17.05.2010 15:16
Hallo,
mit einem Programm würde ich gerne die effektive Spannung aus einer PWM erfassen bzw. berechnen.
D.h. Eingangssignal: (PWM) Signal mit 20Hz bzw. 100Hz, Höhe der Amplitude beträgt ca. 13V
Hieraus soll nun die effektive Spannung ermittelt und ausgegeben werden.
Hierfür steht mit eine Counterkarte 6624 sowie analoge/digitale Eingansgkarten zur Verfügung.
Kann ich dies mit der Counterkarte nun ermitteln? Oder geht damit nur die Frequenz?
Muss die Spannung dann extra erfasst werden?
Vielen Dank für Tips.
Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - Robka - 17.05.2010 16:04
Hi,
normalerweise ist die Effektivspannung gleich der Spitzenwert(Amplitude) durch Wurzel aus Zwei.
LG
Robert
Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - chrissyPu - 17.05.2010 16:13
Hi,
wenn es wirklich eine PWM ist, musst du irgendwie den Grundtakt der PWM wissen (ggf. aus der entsprechenden Systemkonfiguration) und dann die High-Time. ggf. gibt es dafür mit der Counterkarte eine Voreinstellung (vielleicht mal nach Tastverhältnis oder so suchen), ansonsten versuchen, das ganze selbst zu programmieren: Counterwert bei Rising Edge speichern, Counterwert bei Falling Edge speichern udn dann auf die Gesamtzeit beziehen. => Tastverhältnis => effektive Spannung.
ch
Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - BsaiboT - 17.05.2010 18:39
' schrieb:Hi,Robert, das gilt nur für sinusförmige Wechselsignale.
normalerweise ist die Effektivspannung gleich der Spitzenwert(Amplitude) durch Wurzel aus Zwei.
LG
Robert
@WolfiB
Wie schon beschrieben, musst du die On/Off-Zeiten des PWM Signales zu einander ins Verhältnis setzen um die Effektivspannung zu bekommen.
Sprich du bekommst bei einem Verhältnis von 3:10 hättest du effektiv 3V bei 13V On- und 0V Off-Spannung.
Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - Lucki - 17.05.2010 18:42
Wenn es sich bei der PWM im Impulse handelt mit Spannungswerte hi=13V und lo=0V, dann wäre der Effektivwert (und ebenso der arithmetrische Mittelwert) gleich 13 V * Tastverhältnis.
Die brauchst also 2 Counter: Mit dem einen wird die Periodendauer T gezählt, also die Zeit von positiver Flanke zu positiver Flanke. Mit dem andern die Pulsdauer t, also die Zeit von positiver Flanke zu negativer Flanke.
Die effektive Spannung ist dann ca 13V * t/T
Wenn dir die "ca."-Angabe im Ergebnis nicht genügt, müßtest Du natürlich die 13 V genau messen...
Edit: Tobias war mit der gleichen Antwort schneller... Eine scheinbare Differenz bei den Zahlen erklärt sich so: ich benutze den in der Impulstechnik gängigen Begriff "Tastverhätnis". Tobias ergumentiert aber mit dem "Ein/Aus" - Verhältnis, wofür es in der Impulstechnik keine Bezeichnung gibt.
Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - WolfiB - 20.05.2010 08:32
Hallo,
die Umsetzung, wie Lucki sie erläutert hat, hört sich gut an.
Die Freuquenz des Eingangssignals ist immer gleich, ebenso meine Abtastfreuquenz der Counter-Karte, die ich ja sicherlich
irgendwie einstellen kann, oder?
Die Frequenz des Eingangssignals interessiert mich ja eiegntlich auch nicht wirklich. Denn das Ergebnis, das Verhältnis von
"High" zu "Low" Signal ergibt ja schon den effektivwert.
Würde es nicht auch so gehen, dass ich nicht mit den Zeiten, sondern mit den Zählwerten arbeite:
- Abtastfreuquenz Karte ist konstant.
- 1.ter Eingangszähler zählt Impulse "High" pro Abstastsignal
- 2.ter Eingangszähler zählt Impulse "Low" pro Abstastsignal.
- Diese zwei Zählerwerte im Verhältnis (T1/T2) * Spannungswert ergibt den Effektivwert
Oder kann ich dies nur über die Zeit, wie von Lucki erwähnt, umsetzen, oder ist damit das gleiche erreicht?
Muss ich hierbei bei der Umsetzung bezüglich meiner Schleifenzeit etwas beachten? Nicht dass ich dadurch die Abtastfrequenz
oder die Genauigkeit eingrenze.
Vielen Dank.
Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - briareos - 20.05.2010 09:49
Bei einer festen Abtastrate hast du auch ein festes dt, dann kannst du es auch integrieren, da es ein PWM ist brauchts du es auch nicht gleichrichten,
da du ja nur Werte >0 hast.
Ich habs nicht probiert, aber in den mathematischen Funktionen gibt es eine numerische Integration.
[attachment=26611]
Da einfach einen Array reinladen und es sollte so rauskommen.
An das dt solltest du hierüber kommen:
[attachment=26612]
Gruß
Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - Lucki - 20.05.2010 18:03
' schrieb:Würde es nicht auch so gehen, dass ich nicht mit den Zeiten, sondern mit den Zählwerten arbeite:Natürlich kann man mit den Zählerwerten arbeiten, bei der Division kommt das gleiche heraus, das Verhätnis bleibt doch gleich. Beachten mußt Du nur, daß Du es richtig machst, d.h. so wie Toboas und ich es vorgekaut haben, und nicht so, wie Du es dann falsch interpretierst.
- Abtastfreuquenz Karte ist konstant.
- 1.ter Eingangszähler zählt Impulse "High" pro Abstastsignal
- 2.ter Eingangszähler zählt Impulse "Low" pro Abstastsignal.
- Diese zwei Zählerwerte im Verhältnis (T1/T2) * Spannungswert ergibt den Effektivwert
Oder kann ich dies nur über die Zeit, wie von Lucki erwähnt, umsetzen, oder ist damit das gleiche erreicht?
Muss ich hierbei bei der Umsetzung bezüglich meiner Schleifenzeit etwas beachten? Nicht dass ich dadurch die
Definition: T1 = Hi-Zeit. T2 = lo-Zeit. T= Periodendaier = T1 + T2
Richtig muß es in der Formel heißen: T1/T oder T1/(T1+T2)
Falsch ist: T1/T2 --> shit!
Zum Thema Integration: Grundsätzlich richtig, aber wenn eine Spannungsperiode der Dauer 1 s die ersten 0.3 s 10V hat, und der Rest der Periode ist 0V, dann muß ich nicht integrieren, um herauszubekommen, daß hier sowohl der arithmetischen Mittelwert als auch der Effektivert 3 V beträgt. Man kann es ja ein mal durchüben, und dann das herauszubekommen. Bei Sinusform integriert man ja auch nicht andauernd, denn es hat sich herumgesprochen, daß der Effektivert das 0.71fache des Spitzenwertes ist.
Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - briareos - 20.05.2010 18:24
' schrieb:Zum Thema Integration: Grundsätzlich richtig, aber wenn eine Spannungsperiode der Dauer 1 s die ersten 0.3 s 10V hat, und der Rest der Periode ist 0V, dann muß ich nicht integrieren, um herauszubekommen, daß hier sowohl der arithmetischen Mittelwert als auch der Effektivert 3 V beträgt. Man kann es ja ein mal durchüben, und dann das herauszubekommen. Bei Sinusform integriert man ja auch nicht andauernd, denn es hat sich herumgesprochen, daß der Effektivert das 0.71fache des Spitzenwertes ist.
Ja, das ist mir schon alles klar.
War halt eine Idee, wie man es vielleicht schneller programmieren könnte.
Für ein PWM ist es vielleicht zu viel, aber vielleicht gibt es einen Denkanstoß.
So muss man mit den Zeiten arbeiten für steigende und fallende Flanke.
Klar, wenn du weisst, wie viel deiner Periode High und Low ist, ist es trivial, so wie du es ja beschreibst.
Schönen Abend noch :-)
Erfassung und Berechnung "effektiver Spannungswert" - WolfiB - 31.05.2010 15:58
Hallo,
in der Zwischenzeit habe ich die gesamte Hardware aufbauen können und Test durchführen.
- Als Testsignal generiere ich über einen Counter ein "High-Low"-Signal mit einstellbarer High/Low-Zeit.
- Mit 2 anderen Timer messe ich jeweils das High-Signal und die Periodendauer.
- Diese werden anschließend miteinander verrechnet.
Meine Fragen:
1. Wie meine Test ergeben haben, messe ich immer das Low-Signal und muss dieses dann zur Verrechnung von der Perioden-
dauer abziehen, damit ich die Zeit des High-Signal bekomme. Wieso?
2. Die Periodendauer stimmt nicht exakt mit den eingestellten Werten der Signalgenerierung überein. Wobei die Signalbreitenmessung
stimmt? Wo liegt der Fehler?
3. Wenn ich nur dieses "kleine" Erfassungsprogramm zusammen mit dem Signalgenerierungsprogramm laufen lasse, stimmen die Zeiten
annähernd. Wenn ich dieses nun in mein schon bestehendes ("großes und Umfangreiches") Programm einbinde, stimmen die Zeiten der
Periodendauer gar nicht mehr überein.
Wie kann ich das Low-und High Signal jeweils messen, so dass ich die Periodendauermessung gar nicht benötige?
Einfach umstellen der Flankenerkennung hat nicht funktioniert.
Vielen Dank für Tips.
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