DSPを用いた高電界誘電特性 解析システムの開発 岐阜工業高等専門学校 電子システム工学専攻 所研究室 進藤久典 目的 電気絶縁材料の誘電特性を、絶縁材料の片 側表面に電極系を接触させるだけで測定可 能な、DSPを用いた高電界誘電特性解析シ ステムの構築を目指す DSP(Digital Signal Processor)の特徴 ・ハードウェア乗算器を備えているため、FFTな どの演算の処理速度がCPUより速い ・内部にプログラム用、データ用のメモリを別々 に持っているため高速に処理できる ・並列処理や割り込み処理のプログラミングが 容易 試料 6mm 60mm 50mm HTVシリコーンゴムがいしの笠部分 HTVシリコーンゴムがいし用材料の板状試料 くし形電極 主電極 高電圧電極 30mm 電極幅・電極間隔 : 2mm 厚さ : 3mm ステンレス製 くし形電極端部の電解解析結果 実験の手順 全測定系の伝達関数の評価 ↓ ブリッジの同調 ↓ 交流損失電流応答の測定 ↓ 測定結果の解析 GAIN [dB] 140 130 120 110 0 100 200 300 400 周波数 [Hz] 500 全測定系の伝達関数の周波数特性 600 2 噴霧 [V] -2 印加電圧波形 2 [V] -2 損失電流波形 2連ランプ波印加時の取り込み波形 0.16 Ixr ⊿Ixc 電流 [μA] 0.12 0.08 0.04 0 0 10 20 30 -0.04 印加電圧のステップ数 2連ランプ波印加時の解析結果 40 0.4 Ixr ⊿Ixc 電流 [μA] 0.3 0.2 0.1 0 0 10 20 30 40 -0.1 印加電圧のステップ数 5連ランプ波印加時の解析結果 50 まとめ DSPを用いた測定システムは、印加電圧 波形の出力と検出信号のアベレージング測 定およびそのFFT波形解析を同時に行うこ とが可能である 高分子がいし上への蒸留水噴霧実験につ いて、噴霧することにより電流が増加し、電 界依存性にヒステリシスや時間依存性を有 することなどが確かめられた 今後の課題 蒸留水を噴霧する実験に関して、試料上の 水滴の形状変化と、その時の誘電特性の対応 について検討することが望まれる 2 [V] -2 印加電圧波形 2 [V] -2 損失電流波形 一定電圧印加時の取り込み波形 Ixr ⊿Ixc 噴霧 0.5 電流[μA] 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 10 20 印加電圧のステップ数 一定電圧印加時の解析結果 一定電圧印加時の解析結果 30 HTV-SIR r Cover Cover H くし形電極 M M Cair Cair 絶縁体 r Cunder H くし形電極 r Cunder HTV-SIR (a) 電極上に試料がある場合 (b) 電極の下に試料がある場合 くし形電極系の等価回路 Ixc Ixc Ixr (1)電極上の試料の 有無による方法 Ixr (2)試料をのせない時の 同調状態を基準とする方法
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