[syoma 1]

Привет всем.

Надеюсь, что это правильный форум, так как дело касается в большей степени обработки результатов измерений.

В общем есть электронный черный ящик с усилителем, который требует финальной настройки путем запаивания нужного фиксированного резистора в одну из цепей на финальном этапе. Процесс происходит так:

1. Настройщик включает устройство и измеряет выходное напряжение. Допустим оно равно 8.0475 В.

2. Настройщик смотрит в таблицу и находит соответствующий номинал резистора который нужно запаять для данного напряжения. Например у него записано, что для напряжений в диапазоне 8.045-8.050 нужно запаивать 220 кОм. Запаивает его.

3. Настройщик измеряет выходное напряжение опять. Оно должно быть в пределах 6.990-7.010В.

4. Если оно выше или ниже этих уровней - этот резистор выпаивается и впаивается другое ближайшее сопротивление выше/ниже номиналом.

Предполагается, что требуемое сопротивление зависит от измеренного выходного напряжения до установки согласно полиноминальной зависимости. 

Проблема в том, что таблица почему-то перестала давать правильный результат и частенько настройщик должен перепаивать сопротивление два, а то и три раза, чтобы попасть в нужный диапазон. Предположим, что схему устройства мы не имеем возможности изучить, а имеем только исходную таблицу с рекомендуемыми резисторами и можем также записывать историю реальных измерений и результатов настройки по типу таких:

 

U, В	R, кОм	Uстаб, В
8.0438	223	7.0016
8.0708	215	7.0014
8.1002	208	7.0001
8.1384	200	6.9961
8.0546	218	6.9990
8.0907	208	6.9963
8.1150	205	6.9960
8.0799	213	7.0054
8.0679	215	6.9988
8.1723	196	7.0061
8.0756	213	7.0017
8.0665	215	6.9985
8.0516	218	6.9963
8.0808	210	6.9973
8.1090	205	6.9943
8.0867	210	6.9991
8.1134	205	6.9950
8.0594	218	7.0035
8.0742	213	6.9991
8.0700	215	7.0013
8.1677	196	7.0009
8.1484	200	7.0050
8.0940	208	6.9971
8.0475	220	7.0019
8.0619	215	6.9942
8.1409	200	6.9965
8.1630	196	6.9934

Вопрос - как построить нужную таблицу, учитывая, что номиналы резисторов ограничены доступными номиналами в ряду (E192)?

Напрашивается простейшее решение - найти апроксимирующую функцию и по ней считать. Так и сделал:

Она дает уже лучший результат, но проблема в том, что она не учитывает третий столбец - результат "попадания". То есть по идее точность можно было бы еще повысить, только я не очень понимаю как.

Подскажите, как это делается - как увеличить точность, зная результат "попадания"? Должна быть какая-то методология обработки результатов измерения?

 

ПС таких проектов много, с другими видами зависимостей, поэтому интересует именно методологический подход.

 

Грубо говоря задачу можно поменять следующим образом:

 

Настройка проходит в два этапа - собственно сама настройка и выходной контроль:

- на первом этапе настройщик просто делает шаги 1 и 2 - т.е. измеряет напряжение и запаивает нужный резистор. Все.

- Шаг 3 делается на втором этапе контроля, т.е. мы просто контролируем выходное напряжение и негодные изделия на данном этапе просто отбраковываются.

 

Тогда вопрос будет проще - как увеличить процент годных изделий - то есть повысить вероятность того, что после настройки выходное напряжение попадет в доверительный интервал 6.990-7.010В и изделие пройдет настройку с первого раза? 

 

 

[MegaVolt 29]

Второй шаг имеет предсказуемое направление? Т.е. второй шаг меняет меньший резистор на больший или это не предсказуемо?

[Plain 226]

1 час назад, syoma сказал:

точность можно было бы еще повысить

Обычно применяют пару резисторов — один хороший, но грубый, и параллельно/последовательно с ним — стандартный, для настройки.

[syoma 1]

43 minutes ago, MegaVolt said:

Второй шаг имеет предсказуемое направление? Т.е. второй шаг меняет меньший резистор на больший или это не предсказуемо?

Предсказуемо. Все в принципе упирается в граничные значения измеренного напряжения - когда оно попадает между двумя соседними номиналами резисторов, настройщик ставит тот, который по его мнению лучше подходит в данном случае. И промахивается. Тогда он ставит соседний и тогда все ОК. 

Quote

Обычно применяют пару резисторов — один хороший, но грубый, и параллельно/последовательно с ним — стандартный, для настройки.

Ну я так думаю, что так оно где-то и есть. В принципе настройка таким образом не создает особых проблем, но хочется уменьшить длительность процесса за счет "попадания" с первого раза путем использования уже полученного знания - куда в результате "попали". Я знаю, что это должно быть возможно. Помоему что-то такое проходят в трейнингах Six Sigmas или что-то вроде того.

 

Грубо говоря задачу можно поменять следующим образом:

Настройка проходит в два этапа - собственно сама настройка и контроль:

- на первом этапе настройщик просто делает шаги 1 и 2 - т.е. измеряет напряжение и запаивает нужный резистор. Все.

- Шаг 3 делается на втором этапе контроля, т.е. мы просто контролируем полученное напряжение и негодные изделия на данном этапе просто отбраковываются.

 

Тогда вопрос будет проще - как уменьшить процент брака - то есть повысить вероятность того, что после настройки напряжение попадет в доверительный интервал 6.990-7.010В и изделие пройдет настройку с первого раза? 

 

Как идея: Быть может стоит построить таблицу распределения результатов относительно начальных напряжений для конкретного номинала резистора - например 215 кОм, по ней построить диаграмму распределения и найти точку в которой произойдет пересечение с 7.000 В - это и будет наша точка для апроксимирующей функции?.

 

[_pv 79]

сделать двумерную аппроксимацию, от обоих напряжений, причем лучше 3й степени, и найти полином для y==7:

 

[MegaVolt 29]

2 часа назад, syoma сказал:

Предсказуемо. Все в принципе упирается в граничные значения измеренного напряжения - когда оно попадает между двумя соседними номиналами резисторов, настройщик ставит тот, который по его мнению лучше подходит в данном случае. И промахивается. Тогда он ставит соседний и тогда все ОК. 

Значит он должен брать не ближний а наибольший/наименьший и скорее всего будет попадать с первой попытки. А по хорошему поступать как выше сказал Plain ставить один резистор и подгонять его втором маленьким. Тогда для выхода из диапазона будет много шагов а не один.

[syoma 1]

2 hours ago, _pv said:

сделать двумерную аппроксимацию, от обоих напряжений, причем лучше 3й степени, и найти полином для y==7:

А можно как-то подробнее для тупых? Что обозначено оранжевым на ваших графиках?

[_pv 79]

43 minutes ago, syoma said:

А можно как-то подробнее для тупых? 

всё ж на картинке.

оранжевая поверхность - ваши измерения. синяя - фит, они просто друг дружку перекрывают местами, поэтому картинка такае "пятнистая".

вы сделали фит сопротивления только в зависимости от исходного напряжения "8В", тем самым просто "усреднив" ошибку вдоль другой оси  напряжения "7В", считая что она == 0.

хотели же учесть в полиноме зависимость от результирующего напряжения, ну так и делайте фит a0+a1*x+a2*x^2 + b1*y + b2*y^2 + c2*x*y, где x - исхоное напряжение, y - получившееся. и тем самым учтёте зависимость вдоль второй оси. потом подставьте y=7.0 и получите более аккуратную таблицу которая уже учитывает измеренную ошибку результирующего напряжения, а не просто усредняет её.

желтый - ваш полином, зеленый тоже второй степени, но из 2d фита, 40301.1715439029 - 9691.563999730157x + 585.4008349650363x^2 отличается на ~0.5кОма,

красный - третьей степени.

[Ruslan1 17]

Я за два резистора, сам так постоянно делаю, чтобы экзотику не паять или сократить покупной BOM. А все эти графики будут действительны до момента распаковки новой коробки резисторов, или зависеть от еще какого-нибудь фактора (изменение температуры паяльника, например).

Кстати, величина из ряда E192 еще не означает точность установки. Продаются, например, 2.23 k, но у них tolerance 1% :)

[Herz 6]

11.11.2021 в 20:00, _pv сказал:

желтый - ваш полином, зеленый тоже второй степени, но из 2d фита,

красный - третьей степени.

Как видно, в области измеренных значений у полинома третьей степени нет заметного улучшения в приближении к результатам.