У вимірюванні даних є важлива відмінність між статичними й динамічними випробуваннями.
У цій статті розглянемо визначення обох методів, а також їхні переваги й недоліки.
У нашій лабораторії ми виготовляємо статичні та динамічні стенди для випробування рушійних систем і програмне забезпечення для вимірювання характеристик безщіткових двигунів та пропелерів.
Зміст:
- Що таке статичні й динамічні випробування: визначення
- Порівняння статичних і динамічних випробувань: інфографіка
- Застосування статичних і динамічних випробувань
- Як наше обладнання виконує динамічні випробування
1. Що таке статичні й динамічні випробування?
Динамічні випробування , або випробування в реальному часі , — це випробування, у яких важлива динаміка вимірюваної системи. Часові мітки значень мають точно відповідати моментам, коли аналогові вимірювання виконуються на платі.
Для точності й ефективності динамічних випробувань необхідно синхронізувати часові мітки всього під’єднаного обладнання, щоб усі пристрої працювали від єдиної часової бази.
Для точних результатів динамічних випробувань потрібна мінімальна частота дискретизації, що вдвічі перевищує частоту вимірюваного сигналу. Ця вимога пов’язана з критерієм Найквіста: частота дискретизації має бути достатньою для уникнення накладання спектрів і правильного відтворення вимірюваного сигналу.
Статичні випробування — це випробування, у яких вимірювані значення сталі або змінюються повільно.
Вимоги до статичних випробувань нижчі: синхронізація вимірювань не така критична, можна використовувати фільтри з більшими сталими часу та нижчу частоту дискретизації.
2. Порівняння статичних і динамічних випробувань
Інфографіка показує різні типи випробувань у діапазоні частот дискретизації. Ліворуч наведено статичні випробування (1–10 Гц), праворуч — різні види динамічних випробувань (50–90 000 Гц).
3. Застосування статичних і динамічних випробувань
У вимірюванні даних і випробуваннях є завдання як для статичного, так і для динамічного підходу.
Статичних випробувань часто достатньо для визначення характеристик електричних рушійних систем, коли потрібне загальне розуміння їхньої роботи.
Статичні випробування дають змогу добре оцінити ефективність системи на кількох рівнях — двигуна, пропелера та системи загалом — і точно прогнозувати характеристики в польоті.
Динамічні випробування важливі в чотирьох основних випадках:
- Визначення динамічної реакції двигуна й пропелера для моделювання.
- Висококонкурентні галузі, де навіть незначне поліпшення характеристик дає перевагу.
- Застосування, у яких безпека є пріоритетом і потрібно точно визначити граничні можливості системи.
- Дослідницькі проєкти, що потребують глибшого розуміння елементів системи, наприклад профілів вібрації пропелера або точних кривих струму й напруги.
Вибір між статичними й динамічними випробуваннями залежить від ваших потреб і сфери застосування.
4. Як наше обладнання виконує динамічні випробування
Наше обладнання для випробування рушійних систем має багато застосувань: для одних достатньо статичних випробувань, інші потребують динамічних.
Обидві наші вимірювальні системи — статична й динамічна — містять блок вимірювання сили, блок електричних вимірювань і концентратор синхронізації, під’єднаний через USB до комп’ютера з програмним забезпеченням.
Ця система обробляє статичні й динамічні випробування з кількома ключовими відмінностями.
Щоб забезпечити динамічні випробування, ми від початку спроєктували стенди Pro із частотою дискретизації 1 000 Гц.
Таку частоту мають підтримувати блок вимірювання сили (рисунок 3), блок електричних вимірювань, концентратор синхронізації та програмне забезпечення.
Для належної синхронізації всіх чотирьох компонентів ми розробили спеціальний алгоритм і апаратні засоби, які забезпечують єдину часову базу.
Це запобігає помилкам часової прив’язки через затримки USB та оброблення вводу-виводу.
Висновок
І статичні, і динамічні випробування відіграють важливу роль у вимірюванні даних.
Вибір методу залежить від сфери застосування та вимог до даних.
Якщо вам потрібен статичний або динамічний стенд для визначення характеристик електродвигунів і пропелерів, ознайомтеся з нашим Flight Stand 15/50.