Software: SimX - Parameterfindung - Permeabilitaet - Versuchsdurchfuehrung: Unterschied zwischen den Versionen

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<div align="center">''' Versuchsdurchführung '''</div>
<div align="center">''' Versuchsdurchführung '''</div>


=== Kalibrierung ===


Bevor man die erste Messung mit dem Oszilloskop durchführt, sollte man unbedingt eine Software-Kalibrierung durchführen. Es wird empfohlen, dies nach einer gewissen Erwärmungsphase zu wiederholen (ca. 1/2 Stunde):
* Über den Menüzweig '''''Util - Zero Calibration''''' gelangt man in den erforderlichen Kalibrierungsdialog. Hier erhält man die erforderlichen Anweisungen, was zu tun ist.
* Man muss nach Aufforderung jeweils einen Oszilloskop-Eingang kurzschließen.
=== Konfiguration ===
<div align="center"> [[Bild:Software_SimX_-_Parameterfindung_-_Permeabilitaet_-_softscope_konfiguration.gif| ]] </div>
<div align="center"> [[Bild:Software_SimX_-_Parameterfindung_-_Permeabilitaet_-_softscope_konfiguration.gif| ]] </div>


Alle Einstellungen zu den beiden Oszi-Kanälen erreicht man über den Menü-Punkt '''''Channel'''''. Einfacher gelangt man durch Mausklick auf die entsprechenden Wert-Fenster zum benötigten Eingabe-Menü:


'''1.&nbsp;Zeitbereich&nbsp;(Time):'''
'''1.&nbsp;Zeitbereich&nbsp;(Time):'''[[Bild:Software_SimX_-_Parameterfindung_-_Permeabilitaet_-_softscope_konfig-easycontrol.gif|right]]
* Ist so groß zu wählen, dass der Strom während der Messzeit sich auf seinen Endwert einstellt.  
* Ist so groß zu wählen, dass der Strom während der Messzeit sich auf seinen Endwert einstellt.  
* Der Stromanstieg soll im Zeitfenster einen möglichst großen Anteil einnehmen.  
* Der Stromanstieg soll im Zeitfenster einen möglichst großen Anteil einnehmen.  
* Empfohlene Werte =4&nbsp;ms/DIV bzw. 10&nbsp;ms/DIV
* Empfohlene Werte =4&nbsp;ms/DIV bzw. 10&nbsp;ms/DIV
* Der gesamte Bereich besitzt 10 DIV (Einteilungen), d.h. man erfasst einen Bereich von 40&nbsp;ms bzw. 100&nbsp;ms.  
* Der gesamte Bereich besitzt 10 DIV (Einteilungen), d.h. man erfasst einen Bereich von 40&nbsp;ms bzw. 100&nbsp;ms.  
'''2.&nbsp;Strom‑Messung&nbsp;(CH1):'''
'''2.&nbsp;Strom‑Messung&nbsp;(CH1-DC):'''
* Der Strom beträgt max. 7 A durch einen Messwiderstand von 0.1&nbsp;Ω.  
* Der Strom beträgt max. 7 A durch einen Messwiderstand von 0.1&nbsp;Ω.  
* Die max. zu messende Spannung beträgt demzufolge 0.7&nbsp;V  
* Die max. zu messende Spannung beträgt demzufolge 0.7&nbsp;V  
* Die vertikale Skale umfasst ±4&nbsp;DIV.  
* Die vertikale Skale umfasst 8&nbsp;DIV. Messwerte außerhalb des Skalenbereiches werden auf den Skalenbereich "beschnitten".  
* Günstig sind also 200&nbsp;mV/DIV, um damit einen Bereich von ±0.8&nbsp;V zu erfassen.  
* Günstig sind also 100&nbsp;mV/DIV, um damit einen Bereich von 0&nbsp;V bis 0.8&nbsp;V zu erfassen. Das gelingt, wenn man die Null-Linie für CH1 auf den unteren Rand platziert.
* Als Teilungsfaktor für die Tastspitze (Probe Attenuation) muss 1 eingestellt sein.
* Als Teilungsfaktor für die Tastspitze (Probe Attenuation) muss X1 eingestellt sein.
'''3.&nbsp;Spannungsmessung&nbsp;(CH2):'''
'''3.&nbsp;Spannungsmessung&nbsp;(CH2-DC):'''
* Die Betriebsspannung beträgt im eingeschalteten Zustand +12&nbsp;V.  
* Die Betriebsspannung beträgt im eingeschalteten Zustand +12&nbsp;V.  
* Beim Abschalten tritt eine negative Spannungsspitze auf, welche durch den Varistor am Eingang der Mess-Schaltung auf ‑40&nbsp;V begrenzt wird.  
* Beim Abschalten tritt eine negative Spannungsspitze auf, welche durch den Varistor am Eingang der Mess-Schaltung auf ca. ‑20&nbsp;V begrenzt wird.  
* Günstig sind also 5&nbsp;V/DIV, um damit einen Bereich von ±20&nbsp;V zu erfassen.  
* Günstig sind also 5&nbsp;V/DIV, um damit ohne Verschiebung der Null-Linie einen Bereich von ±20&nbsp;V zu erfassen.  
* Der Teilungsfaktor für die Tastspitze (Probe Attenuation) ist hier unkritisch (1 oder 10). Den im SoftScope-Programm gewählten Wert muss man aber auch am Tastkopf einstellen!
* Als Teilungsfaktor für die Tastspitze (Probe Attenuation) sollte hier ebenfalls X1 benutzt werden.  
'''4.&nbsp;Auslösen&nbsp;der&nbsp;Messung&nbsp;(Trigger):'''
'''4.&nbsp;Auslösen&nbsp;der&nbsp;Messung&nbsp;(Trigger):'''
* Das Einschalten der Betriebsspannung soll den Messvorgang auslösen.  
* Das Einschalten der Betriebsspannung soll den Messvorgang auslösen.  
* Dazu ist für den Trigger CH2 auszuwählen.  
* Dazu ist für den Trigger CH2 auszuwählen. Der Trigger muss durch den positiven Anstieg '''(+)''' des Eingangssignals ausgelöst werden.
* Man muss eine geeignete Trigger-Konfiguration wählen.  
* Im Beispiel wurde ein Triggerpegel von ca. 1&nbsp;V gewählt.
* Obwohl nur eine "Single"-Messung durchgeführt wird, muss man "'''Normal'''"-Triggerung wählen. Anderenfalls löst das verwendete Digital-Oszilloskop die Messung nicht aus!
* '''Hinweis:''' Die Messzeit beginnt am linken Rand des Diagramms mit dem Zeitpunkt t=0&nbsp;s. Deshalb muss der Trigger-Punkt am linken Rand des Diagramms platziert werden (Position bei 0%).  


Man überprüft durch kurzes Einschalten des Magneten (wenige Sekunden!), ob die Messung wie gewünscht durchgeführt wird. Dabei wird man bemerken, dass bei ungünstig gewähltem Trigger-Modus auch beim Ausschalten ein erneuter Messvorgang ausgelöst wird. Das darf nicht sein!
Man überprüft durch kurzes Einschalten des Magneten (wenige Sekunden!), ob die Messung wie gewünscht durchgeführt wird. Dabei kann manchmal beim Ausschalten ein erneuter Messvorgang ausgelöst werden. In solch einem Fall müsste man die Messung wiederholen.


'''Achtung:''' Man darf nicht vergessen, vor der "richtigen" Messung den Eisenkreis zu entmagnetisieren!
'''Achtung:''' Man darf nicht vergessen, vor der "richtigen" Messung den Eisenkreis zu entmagnetisieren!


=== Gewinnung der Stromkennlinie ===
Man löst den Messvorgang durch Einschalten der Betriebsspannung aus:
* Bevor man wieder die Spannung ausschaltet, drückt man ganz schnell die Funktionstaste '''F5''', um die Signale als Excel-Tabelle zu speichern.
* Dann schaltet man die Spannung sofort wieder aus!
* Bei der Benutzung beider Kanäle werden jeweils 5000 Messpunkte für jeden Kanal im Oszilloskop gespeichert.
* In die Excel-Tabelle werden davon nur 500 Messpunkte eingetragen.
* Leider ist nicht dokumentiert, wie aus jeweils 10 Messpunkten des Speichers der eine Punkt in der Excel-Tabelle ermittelt wird ("Mittelwertbildung" oder "Weglassen von 9 Punkten"?).
Es werden 2 Excel-Dokumente auf dem Desktop geöffnet, diese bearbeitet man wie folgt:
'''Diagramm1'''=zugehörige Kurvendarstellung
* Man skaliert die Darstellungen des Stromverlaufs und der Betriebsspannung (Diagramm füllend).
* Die Qualität der Messung in Hinblick auf Prellvorgänge (Spannungseinbrüche) sollte man begutachten.
* Bei einem unsauberen Schaltvorgang muss man die Messung wiederholen, da im Modell diese Spannungseinbrüche nicht berücksichtigt sind und demzufolge das Ergebnis verfälschen.
'''Mappe1'''=Tabellenwerte
* Die Excel-Tabelle bildet die Grundlage für die Erzeugung der TXT-Datei, die im SimulationX-Modell in das Kennlinien-Element eingelesen wird.
* Dafür fehlt jedoch noch die gemeinsame Zeitspalte für beide Messkanäle, welche man nun "manuell" erzeuget:
# '''''Einfügen einer neuen Spalte (als 1.Spalte)''''': <div align="center"> [[Bild:Software_SimX_-_Parameterfindung_-_Permeabilitaet_-_zeitspalte1.gif| ]] </div>
# '''''Null als Wert in erste Zelle eintragen''''': <div align="center"> [[Bild:Software_SimX_-_Parameterfindung_-_Permeabilitaet_-_zeitspalte2.gif| ]] </div>
# '''''Größe eines Zeitschritts in die 2. Zelle die eintragen''''' (dt=t<sub>ges</sub>/500): <div align="center"> [[Bild:Software_SimX_-_Parameterfindung_-_Permeabilitaet_-_zeitspalte3.gif| ]] </div> <div align="center"> im Beispiel dt=40&nbsp;ms/500=0,08&nbsp;ms=0,00008&nbsp;s</div>
# '''''Füllen der Spalte mit allen Zeitpunkten''''': <div align="center"> [[Bild:Software_SimX_-_Parameterfindung_-_Permeabilitaet_-_zeitspalte4.gif| ]] </div>Dazu wählt man mit gedrückter linker Maustaste beide Felder aus. Dann nimmt man die rechte untere Ecke des Markierungsrahmens und zieht diesen bis zur letzten Zeile der Tabelle.


* Diese Datei speichert man als Text (.txt) Tabstopp-getrennt unter dem Bezeichner '''Messung_xx.txt''' ('''xx'''=Teilnehmer-Nr. 01..99).  
Der aufgezeichnete Stromverlauf kann als Text-Datei in das Simulationsmodell eingespeist werden:
* Eventuelle Fehlermeldungen quittiert man mit OK bzw. JA.  
* Mittels '''''File&nbsp;-&nbsp;Save&nbsp;As&nbsp;Excel''''' erzeugen wir dafür zuerst eine Excel-Datei '''Eisen_xx.xls''' mit '''xx'''=Nummer des benutzten Magnetkreises.
* Aus der im Excel-Programm geöffneten Tabelle erzeugen wir dann die Datei '''Eisen_xx.txt''' (Tabstopp-getrennt) mittels '''''Datei - Speichern&nbsp;unter'''''. Eventuelle Warnungen quittieren wir mit OK bzw. JA.


<div align="center"> [[Software:_SimX_-_Parameterfindung_-_Permeabilitaet_-_Messversuchsstand|&larr;]] [[Software:_SimX_-_Parameterfindung_-_Permeabilitaet_-_Optimierungsexperiment|&rarr;]] </div>
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Aktuelle Version vom 27. November 2019, 10:41 Uhr

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Versuchsdurchführung


Software SimX - Parameterfindung - Permeabilitaet - softscope konfiguration.gif


1. Zeitbereich (Time):

Software SimX - Parameterfindung - Permeabilitaet - softscope konfig-easycontrol.gif
  • Ist so groß zu wählen, dass der Strom während der Messzeit sich auf seinen Endwert einstellt.
  • Der Stromanstieg soll im Zeitfenster einen möglichst großen Anteil einnehmen.
  • Empfohlene Werte =4 ms/DIV bzw. 10 ms/DIV
  • Der gesamte Bereich besitzt 10 DIV (Einteilungen), d.h. man erfasst einen Bereich von 40 ms bzw. 100 ms.

2. Strom‑Messung (CH1-DC):

  • Der Strom beträgt max. 7 A durch einen Messwiderstand von 0.1 Ω.
  • Die max. zu messende Spannung beträgt demzufolge 0.7 V
  • Die vertikale Skale umfasst 8 DIV. Messwerte außerhalb des Skalenbereiches werden auf den Skalenbereich "beschnitten".
  • Günstig sind also 100 mV/DIV, um damit einen Bereich von 0 V bis 0.8 V zu erfassen. Das gelingt, wenn man die Null-Linie für CH1 auf den unteren Rand platziert.
  • Als Teilungsfaktor für die Tastspitze (Probe Attenuation) muss X1 eingestellt sein.

3. Spannungsmessung (CH2-DC):

  • Die Betriebsspannung beträgt im eingeschalteten Zustand +12 V.
  • Beim Abschalten tritt eine negative Spannungsspitze auf, welche durch den Varistor am Eingang der Mess-Schaltung auf ca. ‑20 V begrenzt wird.
  • Günstig sind also 5 V/DIV, um damit ohne Verschiebung der Null-Linie einen Bereich von ±20 V zu erfassen.
  • Als Teilungsfaktor für die Tastspitze (Probe Attenuation) sollte hier ebenfalls X1 benutzt werden.

4. Auslösen der Messung (Trigger):

  • Das Einschalten der Betriebsspannung soll den Messvorgang auslösen.
  • Dazu ist für den Trigger CH2 auszuwählen. Der Trigger muss durch den positiven Anstieg (+) des Eingangssignals ausgelöst werden.
  • Im Beispiel wurde ein Triggerpegel von ca. 1 V gewählt.
  • Obwohl nur eine "Single"-Messung durchgeführt wird, muss man "Normal"-Triggerung wählen. Anderenfalls löst das verwendete Digital-Oszilloskop die Messung nicht aus!
  • Hinweis: Die Messzeit beginnt am linken Rand des Diagramms mit dem Zeitpunkt t=0 s. Deshalb muss der Trigger-Punkt am linken Rand des Diagramms platziert werden (Position bei 0%).

Man überprüft durch kurzes Einschalten des Magneten (wenige Sekunden!), ob die Messung wie gewünscht durchgeführt wird. Dabei kann manchmal beim Ausschalten ein erneuter Messvorgang ausgelöst werden. In solch einem Fall müsste man die Messung wiederholen.

Achtung: Man darf nicht vergessen, vor der "richtigen" Messung den Eisenkreis zu entmagnetisieren!


Der aufgezeichnete Stromverlauf kann als Text-Datei in das Simulationsmodell eingespeist werden:

  • Mittels File - Save As Excel erzeugen wir dafür zuerst eine Excel-Datei Eisen_xx.xls mit xx=Nummer des benutzten Magnetkreises.
  • Aus der im Excel-Programm geöffneten Tabelle erzeugen wir dann die Datei Eisen_xx.txt (Tabstopp-getrennt) mittels Datei - Speichern unter. Eventuelle Warnungen quittieren wir mit OK bzw. JA.
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