Попробую теперь подсчитать, как изменится чувствительность, если использовать не совмещенную катушку, а раздельные оптимальные Rx и Tx катушки:
i=1 ' ток в катушке, А w_tx=10 ' w_tx - число витков излучающей катушки i_target=1 ' ток в "мишени", А r_target= 0.025/2 ' радиус цели ( пятак 25мм/2 ), м r_tx = 0.19 r_rx = 0.12 z = 0.2 mu_null = 0.000001257 ' магнитная постоянная betta = 0 d_betta = 360/3600 h1 = 0 ' напряженность магнитного поля в приемной катушке от тока в цели u=500 ' мах. допустимое напряжение на ключевом транзисторе, В ( 500 для IRF840, 1200 для 5N120 ) t_transitor=0.00000002 ' время закрытия транзистора, сек ( 20 наносекунд IRF740, 300 нс 5N120 ) c_transistor = 0.00000000005 ' емкость транзистора, Ф ( 50 пикофарад) c_kabel = 0.0000000001 ' емкость кабеля, Ф ( 100 пикофарад) c_coil = 0.00000000005 ' межвитковая емкость поисковой катушки, Ф ( 50 пикофарад ) c_sum= c_transistor + c_kabel + c_coil ' суммарная емкость катушка + кабель + транзистор l_target=0.00000005 ' индуктивность цели ( пятак ), Гн resistance_target=0.01 ' эквивалентное сопротивление цели (пятак) , Ом r_target= 0.025/2 ' радиус цели ( пятак 25мм/2 ), м tau_target=l_target/r_target ' характерное время цели, сек q_target = 2*3.14159*r_target*r_target ' площадь цели, кв. м ( пятак ) TextWindow.WriteLine(" E = ЭДС*r_shunt / ( r_shunt +0.04*w*w) ") TextWindow.WriteLine(" расчет напряжения на нагрузке ") TextWindow.WriteLine(" (шунтирующем резисторе катушки), микроВольт ") TextWindow.WriteLine(" r_Tx=0.19 радиус излуч. катушки, м; i - ток в катушке, А; ") TextWindow.WriteLine(" r_Rx=0.12 радиус приемной катушки, м; i - ток в катушке, А; ") TextWindow.WriteLine(" z=0.200 - глубина поиска, м; w_rx- число витков приемн кат") TextWindow.WriteLine(" w_rx = 10 число витков излучающей катушки") TextWindow.WriteLine("----------------------------------------------------------------------------") ' TextWindow.Write("Число витков приемной катушки ") ' TextWindow.Write("w_rx=") ' TextWindow.Write(w_rx) ' TextWindow.Write(" Ток в катушке ") ' TextWindow.Write("I=") ' TextWindow.WriteLine(i) TextWindow.WriteLine("----------------------------------------------------------------------------") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=1") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=2") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=3") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=4") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=5") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=6") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=7") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=8") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=9") TextWindow.Write(" ") TextWindow.WriteLine("I=10") For w_rx=20 To 60 Step 1 TextWindow.Write("w_rx=") TextWindow.Write(w_rx) TextWindow.Write(" ") For i=1 To 10 Step 1 r_shunt=u/i ' сопротивление гасящего резистора, Ом l=0.000005*w_tx*w_tx*r_tx ' индуктивность излуч. катушки, Гн ( упрощ. ф-ла Вилера ) tau = l/r_shunt ' характерное время поисковой излуч. катушки period = 2*3.14159*Math.SquareRoot(l*c_sum) ' период собственных колебаний поисковой катушки, сек delta_t = t_transitor + period/4 + 3*tau ' суммарное время спада тока в поисковой катушке, сек h= w_tx*i*r_tx*r_tx/ (2*Math.Power((r_tx*r_tx+z*z), 3/2)) ' напряженность магнитного поля, А/м b= 0.000001257*h*q_target ' магнитная индукция, Тл u_target = b/delta_t ' ЭДС, наводимая в мишени, В i_target = u_target /resistance_target*(1 - Math.Power( 2.718282, -delta_t/tau_target)) ' ток в мишени, А i_target = i_target * 100 i_target = Math.Floor(i_target ) i_target = i_target / 100
For betta=0 To 360 Step 0.1 h_point= mu_null*i_target*r_rx*z/720*d_betta/ Math.Power(((r_rx*Math.Sin(betta))*(r_rx*Math.Sin(betta))+(r_rx-r_target*Math.Cos(betta))*(r_rx-r_target*Math.Cos(betta))+z*z ) , 3/2) ' напряженность магнитного поля, А/м h1=h1+h_point EndFor h1=h1*100000000 h1=Math.Floor(h1) EDS = h1 * w_rx EDS = EDS / 10 EDS = Math.Floor(EDS) EDS = EDS/10 E = EDS*r_shunt/ ( r_shunt + 0.04*w_rx*w_rx) E = Math.Floor(E) TextWindow.Write(E) h1 = 0 TextWindow.Write(" ") EndFor TextWindow.WriteLine(" ") EndFor
Подсчитав для разных размеров катушек Tx и Rx, получаю оптимальное число витков излучающей катушки - 10 витков, оптимальный размер катушек для данного случая - радиусы Tx=0.19м, Rx=0.12м. При этом напряжение на нагрузке возрастает чуть больше, чем в полтора раза.
Далее. Если использовать катушки Rx и Tx одинакового размера ( с целью компактности например), а изменять только чимло витков приемной и передающей катушек:
i=1 ' ток в катушке, А w_tx=10' w_tx - число витков излучающей катушки i_target=1 ' ток в "мишени", А r_target= 0.025/2 ' радиус цели ( пятак 25мм/2 ), м r_tx = 0.15 r_rx = r_tx z = 0.2 mu_null = 0.000001257 ' магнитная постоянная betta = 0 d_betta = 360/3600 h1 = 0 ' напряженность магнитного поля в приемной катушке от тока в цели u=500 ' мах. допустимое напряжение на ключевом транзисторе, В ( 500 для IRF840, 1200 для 5N120 ) t_transitor=0.00000002 ' время закрытия транзистора, сек ( 20 наносекунд IRF740, 300 нс 5N120 ) c_transistor = 0.00000000005 ' емкость транзистора, Ф ( 50 пикофарад) c_kabel = 0.0000000001 ' емкость кабеля, Ф ( 100 пикофарад) c_coil = 0.00000000005 ' межвитковая емкость поисковой катушки, Ф ( 50 пикофарад ) c_sum= c_transistor + c_kabel + c_coil ' суммарная емкость катушка + кабель + транзистор l_target=0.00000005 ' индуктивность цели ( пятак ), Гн resistance_target=0.01 ' эквивалентное сопротивление цели (пятак) , Ом r_target= 0.025/2 ' радиус цели ( пятак 25мм/2 ), м tau_target=l_target/r_target ' характерное время цели, сек q_target = 2*3.14159*r_target*r_target ' площадь цели, кв. м ( пятак ) TextWindow.WriteLine(" E = ЭДС*r_shunt / ( r_shunt +0.04*w*w) ") TextWindow.WriteLine(" расчет напряжения на нагрузке ") TextWindow.WriteLine(" (шунтирующем резисторе катушки), микроВольт ") TextWindow.Write(" r_Tx=") TextWindow.Write(r_tx) TextWindow.WriteLine(" радиус катушки") TextWindow.WriteLine(" r_Rx=r_Tx, м; i - ток в катушке, А; ") TextWindow.WriteLine(" z=0.200 - глубина поиска, м; w_rx- число витков приемн кат") TextWindow.WriteLine(" w_rx = 10 число витков излучающей катушки") TextWindow.WriteLine("----------------------------------------------------------------------------") ' TextWindow.Write("Число витков приемной катушки ") ' TextWindow.Write("w_rx=") ' TextWindow.Write(w_rx) ' TextWindow.Write(" Ток в катушке ") ' TextWindow.Write("I=") ' TextWindow.WriteLine(i) TextWindow.WriteLine("----------------------------------------------------------------------------") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=1") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=2") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=3") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=4") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=5") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=6") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=7") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=8") TextWindow.Write(" ") TextWindow.Write("I=9") TextWindow.Write(" ") TextWindow.WriteLine("I=10") For w_rx=20 To 60 Step 1 TextWindow.Write("w_rx=") TextWindow.Write(w_rx) TextWindow.Write(" ") For i=1 To 10 Step 1 r_shunt=u/i ' сопротивление гасящего резистора, Ом l=0.000005*w_tx*w_tx*r_tx ' индуктивность излуч. катушки, Гн ( упрощ. ф-ла Вилера ) tau = l/r_shunt ' характерное время поисковой излуч. катушки period = 2*3.14159*Math.SquareRoot(l*c_sum) ' период собственных колебаний поисковой катушки, сек delta_t = t_transitor + period/4 + 3*tau ' суммарное время спада тока в поисковой катушке, сек h= w_tx*i*r_tx*r_tx/ (2*Math.Power((r_tx*r_tx+z*z), 3/2)) ' напряженность магнитного поля, А/м b= 0.000001257*h*q_target ' магнитная индукция, Тл u_target = b/delta_t ' ЭДС, наводимая в мишени, В i_target = u_target /resistance_target*(1 - Math.Power( 2.718282, -delta_t/tau_target)) ' ток в мишени, А i_target = i_target * 100 i_target = Math.Floor(i_target ) i_target = i_target / 100
For betta=0 To 360 Step 0.1 h_point= mu_null*i_target*r_rx*z/720*d_betta/ Math.Power(((r_rx*Math.Sin(betta))*(r_rx*Math.Sin(betta))+(r_rx-r_target*Math.Cos(betta))*(r_rx-r_target*Math.Cos(betta))+z*z ) , 3/2) ' напряженность магнитного поля, А/м h1=h1+h_point EndFor h1=h1*100000000 h1=Math.Floor(h1) EDS = h1 * w_rx EDS = EDS / 10 EDS = Math.Floor(EDS) EDS = EDS/10 E = EDS*r_shunt/ ( r_shunt + 0.04*w_rx*w_rx) E = Math.Floor(E) TextWindow.Write(E) h1 = 0 TextWindow.Write(" ") EndFor TextWindow.WriteLine(" ") EndFor
В результате получаем, что при этом, когда диаметры катушек равны между собой и равны диаметру совмещенной катушки, напряжение на нагрузке все равно примерно в полтора раза больше, чем при использовании совмещенной катушки:
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
|