Detectar con precisión la distancia del cable que lleva la corriente

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Estoy tratando de encontrar una manera de detectar con precisión la distancia desde un cable estirado para propósitos de alineación (dentro de 10um). No me preocupa el valor absoluto de la distancia, sino la indicación repetible de que el aparato está centrado en el cable.

Me encontré con la siguiente pregunta seguidor de cable del robot Arduino + cómo colocarlo en el cable , donde @Marko Buršič escribió:

  

Si el cable está ubicado en el medio, las señales de ambas bobinas están en fase. Podría medir la diferencia de fase con el comparador de fase.

Lo anterior implica que si el cable no está ubicado exactamente entre las bobinas, habrá una diferencia de fase que se podría utilizar para detectar el desplazamiento del cable. El problema es que no entiendo esta afirmación. ¿No debería el flujo generado por la corriente en el cable afectar a todas las bobinas por igual, es decir, la corriente inducida en ambas bobinas tiene la misma fase?

Podría usar solo la amplitud de la corriente inducida para centrar el aparato, pero no estoy seguro de poder obtener la precisión requerida.

    
pregunta Deemoss

1 respuesta

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El problema con la respuesta anterior de Marko es que no había ningún diagrama.

Prueba esto.

Estamos mirando hacia abajo en el cable, que es el pequeño punto en el medio. Supongamos que lleva una corriente alterna.

He dibujado dos líneas de campo magnético alrededor del cable, una fuerte cerca y otra más débil. Las flechas muestran la dirección instantánea del cambio de campo.

Hay dos bobinas sobre el cable, cerca del centro del cable, pero desplazadas un poco hacia la izquierda.

Supongamos que ambas bobinas están conectadas en serie y que están orientadas de la misma manera, digamos arriba.

La bobina derecha tiene un voltaje positivo inducido en ella. La bobina izquierda tiene un voltaje negativo inducido en ella, ya que el cambio de campo es al revés.

Como las bobinas están casi centradas, estos voltajes se cancelan sustancialmente. Si estuvieran centrados, verían campos iguales y se cancelarían por completo. A medida que está más cerca del cable, la bobina derecha ve un campo más grande que el izquierdo, por lo que hay un voltaje de salida residual. Si estuvieran desplazados hacia la derecha, el voltaje de salida sería la polaridad opuesta, ya que el voltaje de la bobina izquierda ahora sería mayor que el de la derecha.

Entonces, cuando está perfectamente alineado, la salida es cero. Cuando está desalineado, la fase de la salida con respecto a la fase de la corriente en el cable siempre da la dirección del desplazamiento.

La magnitud de la salida es cercana a cero para grandes distancias, alcanza su punto máximo cuando una bobina está aproximadamente sobre el cable y cambia de + pico a pico más o menos linealmente a medida que se mueve de una a la otra bobina sobre el cable.

Esto le proporciona un método para controlar la sensibilidad y la 'distancia de captura'. Un espaciado cercano de la bobina le otorga una gran ganancia cuando está cerca del cable, pero es bastante insensible cuando hay más de unos pocos espaciados de la bobina del cable, y es posible que deba usar un método diferente para la adquisición inicial del cable.

    
respondido por el Neil_UK

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