您的位置 首页 方案

一颗螺丝引发出古怪的正弦波搅扰

一颗螺丝引发出奇怪的正弦波干扰-在这里我应该要告诉你更多关于这台仪器的信息,它是用来量测液态样本的四种物理特性;待测样本透过独立的帮浦,以高压(700PSI)、恒定流速(每分钟1.0 ml)供应。仪器内的一个烤箱配置了关键的传感器、毛细管、过滤器以及相关的管路,由比例-积分-微分控制器(PID)将温度控制在摄氏37度。

一切都是从这句看来单纯无害的话开端:「你能帮咱们把一颗螺丝拆下来吗?」

我猜测是因为那位试验室成员没有正确的螺丝起子,这应该会是一件只要花五分钟就能完结的简略使命;但我的命运没那么好,还动用了碳化合金牙科钻头在现已洼陷的螺丝头上切出一个新的槽,好让螺丝能顺畅拆开。

而当我拆下螺丝钉,这才发现为何那个试验想这么做──螺丝锁住的那台仪器的外壳下,满是干枯的盐份以及腐蚀

在这里我应该要告知你更多关于这台仪器的信息,它是用来量测液态样本的四种物理特性;待测样本透过独立的帮浦,以高压(700PSI)、安稳流速(每分钟1.0 ml)供给。仪器内的一个烤箱装备了要害的传感器、毛细管、过滤器以及相关的管路,由份额-积分-微分操控器(PID)将温度操控在摄氏37度。

我整理了仪器并在一团糟中找到了两个走漏腐蚀的阀门,然后用一颗500美元的价格订货了替换品;在此一起,我还打磨了锈蚀的钢板外表并从头上漆,以避免进一步被腐蚀。

把到货的新阀门安装好之后,我将体系中的空气排出,承认没有走漏。一开端的测验显现其间三项量测功用运作杰出,但第四项的黏性(viscosity)量测功用却显现不安稳的基线:出现了古怪的正弦波搅扰(sinusoidal disturbance),且继续30分钟。

那是什么导致了这种搅扰?打电话给仪器制造商问询之后,得到的答复是:「如果有两个阀门是坏的,那第三个或许也是;」我绕过一切三个阀门,但这个改动没有什么不同,不是阀门的问题。我又绕过了好几个其他管路零件,一次一个,正弦波搅扰仍固执地存在。

仔细阅读用户手册,里边指出体系内未排出的空气或许导致基线不安稳;但拆开与整理之后也没有什么不同。这个测验好像排除了体系内部空气这个原因的或许性,并且气泡怎么会导致正弦波搅扰?

抽离这个难题一个星期时刻,能让我有一些时刻能够考虑;我再一次自己问自己:「什么原因会导致长时刻的正弦波?」会是混迭(aliasing)吗?不太像,或许底子不是这台仪器自身的问题;又或许是向仪器供给流体的帮浦,在低流速时有30分钟的振动?相同不太或许。

我以为仅有或许导致这种低速搅扰的原因与温度有关,这种主意在稍早之前也曾出现过几回,但温度操控器显现的温度一向是37°C;或许我不应该信赖该读数。用独立的温度计测出那个烤箱的温度在30分钟的时刻内,出现42°C至44°C之间的正弦改动;我总算或许找对了方向!

明显我是遇到了一个欠阻尼(underdamped)、「临界安稳」(marginally stable)操控回路--临界稳操控回路振动,振幅不会跟着时刻扩大或减小(如下图)。

一颗螺丝引发出古怪的正弦波搅扰
 

看来是温度操控器出了问题;在拆解硬件之前,我决议先测验软件处理方案--主动调理操控回路,逼迫操控器核算该进程的最佳PID参数;这种从头调整有用,温度振动消失了,黏衡量测基线回归安稳,最终让使用者十分满意。

可是记住在很久以前我上过的第一堂电路设计课程,被经验的是「别自满于你的电路设计效果,找出它顺畅运作的原理。」我仍是很疑问为何PID参数有必要被改动,我觉得我仅仅把一个硬件问题掩盖住了;除此之外,我忧虑的问题是烤箱温度仍是比设定点高了6度。

接着我茅塞顿开:好像是温度传感器并没有在温度上与烤箱正确耦合,现在看来是拆解硬件的时分了。便是这样!拆解与检测显现,传感器的固定螺丝不见了,因而温度传感器维持在安稳的37°C,不过烤箱温度却比较高并且一向振动。

我大约永久不会知道那颗固定温度传感器的螺丝跑去哪了,乃至它何时不见的也不会知道;但正确地将传感器固定之后,一切的问题都处理了。烤箱的温度安稳维持在37°C,更重要的是,仪器的黏衡量测功用基线也彻底安稳了。

在这个案件学到的经验是:别信任一切你读到的,乃至是外表读数;还有,如果有一个「过错」是长时刻常数,在本质上大约便是温度。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/fangan/331060.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部