Лабораторный электролизер

Добрый день. Пожалуйста помогите решить проблему, очень сильно нужно.

Имеется лабораторный электролизер, постоянный ток, в качестве источника питания используется UNIV-100A/12В (высокочастотный инверторный источник питания, выпрямитель, источник тока/напряжения):
Напряжение питающей сети: однофазное; 220В ±10%; 50Гц
Номинальный выходной ток: 100А
Номинальное выходное напряжение: 12В

Система управления установкой построена на базе ПЛК от ОВЕН, на ПК выводится SCADA, задается ток электролиза и отображается текущее напряжение (до 0,01 В, частота регистрации 0,5 Гц).
Ток задается до 35 А, напряжение чаще всего от 3 до 6 В, однако бывают редко ситуации, когда возникают скачки до 12 В (связаны скачки с поведением электродов).

Задача:
Надо провести спектральный анализ напряжения (быстрое преобразование Фурье в labview), чтобы попробовать интерпретировать процессы в электролизере, для этого использую АЦП NI 6009 в дифференциальном режиме измерения AI0 и AI4, делитель напряжения (2 резистора по 10 кОм, делят напряжение в 2 раза) и стабилитрон на 9 В и экранированный провод МГТФЭ.
Собрала схему (прикладываю), подключила измерительную цепь, сбор данных делала через SignalExpress для начала.
Но высокочастотный инверторный источник питания по всей видимости ушел в защиту и отключил напряжение на установке.
Подскажите, пожалуйста, у меня где то ошибка в схеме? Или схема правильная, но UNIV-100A/12В все равно будет уходить в защиту? Почему так происходит?


Я понимаю, что результат анализа будет искажен, т.к. используется высокочастотный инверторный источник питания, но разве нельзя использовать фильтр чтобы обрезать эти высокие частоты?

0

Сообщение от u235 SSSprinter, нет, конечно. Физический фильтр удалит ВЧ помехи физически. А цифровой отфтльтрует только сигнал с датчика, в силовой цепи помехи от этого не исчезнут.

импульсная составляющая постоянного выпрямленного напряжения на выходе блока питания (с частотой 35 кГц) на сам процесс электролиза у меня не сказывается, процесс электролиза протекает хорошо.
Фильтровать напряжение на силовую цепь для самого процесса электролиза у меня нет задачи.
Мне надо анализировать только низкочастотную составляющую, которая появляется от выделяющихся пузырьков на аноде. В программе FlexLogger от National instrument для регистрации сигнала с АЦП можно сразу же применить этот цифровой фильтр низких частот, и в режиме реального времени наблюдать уже отфильтрованный сигнал.
Я вот и пытаюсь понять, будет ли разница между физическим RC фильтром низкий частот и цифровым в таком случае

0

SSSprinter, если только наблюдать, то разницы нет, как мне кажется.

1

Сообщение от u235 SSSprinter, если только наблюдать, то разницы нет, как мне кажется.

немного уточню: не просто наблюдать, а я делаю быстрое преобразование Фурье для отфильтрованного напряжения в FlexLogger во время эксперимента или в DIAdem после эксперимента (разбивая график на интервалы), и анализирую изменения амплитуды, а также распределение по частотам (до 1 Гц), как они меняются на протяжении эксперимента.

0

Сообщение от SSSprinter блок питания имеет импульсную составляющую постоянного выпрямленного напряжения частоту 35 kHz. Мне нужно анализировать частоты до 1-2 Гц.

Ну так в таком случае эти сигналы можно очень хорошо расфильтровать.
Примените ФНЧ FIR с частотой среза 4-6 Гц, третьего порядка или выше, чтобы искажения им сигнала в полосе 0-2 Гц были минимальны, и максимально (минимум на 60 дБ) задавить мешающий сигнал с частотами в десятки кГц, чтобы его влиянием можно было пренебречь. Анализ будет достаточно точный, погрешность цифровой обработки будет не больше, чем суммарная погрешность измерительной цепи.

Но это только в том случае, если сигнал "правильно" оцифрован. Может вылезти проблема с получением ложных частотных составляющих при оцифровке такого сигнала с помощью АЦП. Для таких измерений, на вход АЦП нельзя подавать сигнал с шириной спектра больше 1/2 частоты сэмплирования АЦП, а то получится зеркальное преобразование высоких частот, близких к частоте семплирования, в область низких, в полосу частот сигнала, как в смесителе. Никакой цифровой обработкой потом это не разделишь. Надо физически фильтровать на входе АЦП.

2

Сообщение от i8085 Ну так в таком случае эти сигналы можно очень хорошо расфильтровать. Примените ФНЧ FIR с частотой среза 4-6 Гц, третьего порядка или выше, чтобы искажения им сигнала в полосе 0-2 Гц были минимальны, и максимально (минимум на 60 дБ) задавить мешающий сигнал с частотами в десятки кГц, чтобы его влиянием можно было пренебречь. Анализ будет достаточно точный, погрешность цифровой обработки будет не больше, чем суммарная погрешность измерительной цепи. Но это только в том случае, если сигнал "правильно" оцифрован. Может вылезти проблема с получением ложных частотных составляющих при оцифровке такого сигнала с помощью АЦП. Для таких измерений, на вход АЦП нельзя подавать сигнал с шириной спектра больше 1/2 частоты сэмплирования АЦП, а то получится зеркальное преобразование высоких частот, близких к частоте семплирования, в область низких, в полосу частот сигнала, как в смесителе. Никакой цифровой обработкой потом это не разделишь. Надо физически фильтровать на входе АЦП.

ой-ой. Только я думала, что все отлично, и можно обойтись цифровым фильтром(. Т.к. как собирать, а главное как подключать RC фильтр низких частот к NI 6009 я пока не понимаю.
Мне надо обдумать то что Вы написали какое то время.
Не очень понимаю "на вход АЦП нельзя подавать сигнал с шириной спектра больше 1/2 частоты сэмплирования АЦП".


Частота дискретизации (регистрации напряжения) у АЦП 1000 Гц у меня настроена сейчас.

0

Ещё, почему надо физически фильтровать сигнал на входе АЦП, - у АЦП ограниченный динамический диапазон. А у вас довольно мощный мещающий сигнал. Может быть и ограничение сигнала, вызывающее эффект "подавление слабого сигнала сильным", и "потеря" полезноо сигнала за уровнем цифрового шума АЦП...
Например, если разрядность АЦП 16 бит, а уровень мешающего сигнала на 96 дБ больше, чем уровень полезного, то полезный сигнал из оцифрованной такой смеси вообще даже теоретически не вытягивается.

1

Сообщение от i8085 Ещё, почему надо физически фильтровать сигнал на входе АЦП, - у АЦП ограниченный динамический диапазон. А у вас довольно мощный мещающий сигнал. Может быть и ограничение сигнала, вызывающее эффект "подавление слабого сигнала сильным", и "потеря" полезноо сигнала за уровнем цифрового шума АЦП... Например, если разрядность АЦП 16 бит, а уровень мешающего сигнала на 96 дБ больше, чем уровень полезного, то полезный сигнал из оцифрованной такой смеси вообще даже теоретически не вытягивается.

разрядность 14 бит у АЦП

0

Сообщение от SSSprinter Не очень понимаю "на вход АЦП нельзя подавать сигнал с шириной спектра больше 1/2 частоты сэмплирования АЦП".

Ну это вам надо почитать про теорему Котельникова и преобразования Гильберта.

1

Сообщение от i8085 Ну это вам надо почитать про теорему Котельникова и преобразования Гильберта.

Спасибо! Буду изучать

0

Сообщение от SSSprinter разрядность 14 бит у АЦП

Динамический диапазон 84 дБ.
Попробуйте измерить или прикинуть, во сколько раз амплитуда мешающего сигнала больше амплитуды полезного на вашей установке.

1