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Autor Thema:  Mittelwertfunktion in Magnetisierungskurven (2023 mal gelesen)
TobiasV89
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Beiträge: 3
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Mathcad 15

erstellt am: 04. Okt. 2015 13:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Beispielrechnungen.zip


Messdaten.PNG


Ziel.jpg

 
Hallo ihr Lieben,

ich heiße Tobi, bin neu hier und habe mich angemeldet, weil ich ein Problem in Mathcad lösen möchte - selbst aber nicht auf die Lösung komme.
Ich habe Messdaten zu einer Magnetisierungskurve (B-H-Kennlinie) vorliegen (siehe Messdaten.png).
Ich möchte dort gern eine Art Mittelwertfunktion hineinlegen, analog zu Ziel.jpg.

Habt ihr Tipps, wie ich das lösen kann?
Wenn es eine andere Software gibt, die dazu besser geeignet ist (MatLAB, Excel, etc.), bin ich natürlich auch hier für Vorschläge offen, würde aber eine Mathcadlösung bevorzugen.

Viele Grüße und vielen Dank vorab, Tobi

Edit: Ah, habe noch eine Zip-Datei mit der Exceldatei mit den Messwerten und dem Mathcad-Blatt hinzugefügt.

[Diese Nachricht wurde von TobiasV89 am 04. Okt. 2015 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von TobiasV89 am 04. Okt. 2015 editiert.]

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Rainer Schulze
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
Dipl.-Ing. im Ruhestand


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Beiträge: 4419
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erstellt am: 04. Okt. 2015 16:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für TobiasV89 10 Unities + Antwort hilfreich

>>eine Art Mittelwertfunktion

Ein mathematischer Mittelwert wäre ja wohl simpel: (B1+B2)/2.
Du suchst aber wohl eher die "Neukurve", die Magnetisierungskurve eines noch nicht magnetisierten Materials.
-> http://www.supermagnete.de/magnetismus/hysterese
-> http://www.ulfkonrad.de/physik/ph12-hysterese.htm

Das ist wohl weniger ein Problem der Handhabung von MathCAD als vielmehr eine Frage des physikalischen Verständnisses.
IST die Neukurve der Mittelwert der Hysteresekurve?

------------------
Rainer Schulze

[Diese Nachricht wurde von Rainer Schulze am 04. Okt. 2015 editiert.]

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Clayton
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Beiträge: 1632
Registriert: 07.02.2004

AMD Athlon 64X2 5600+, 1GB, Nvidia Quadro Pro FX 1100
Inventor Series 10
Mathcad 13

erstellt am: 04. Okt. 2015 18:04    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für TobiasV89 10 Unities + Antwort hilfreich

So einfach ist das mit dem Mittelwert aber nicht. Man kann einen Wert B1 annehmen und dann einen Wert B2 finden, der auf dem gleichen Wert H1 liegt wie der B1 Wert - und nicht auf H2. Dann kann man Deine Formel anwenden.

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rmix22
Mitglied



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Beiträge: 146
Registriert: 13.09.2013

erstellt am: 05. Okt. 2015 18:12    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für TobiasV89 10 Unities + Antwort hilfreich


Magnet1.png


Messdaten_2.zip

 
In der Tat hängt alles davon ab, wie du nun "Mittelwert" definierst und das hat nichts mit dem verwendeten Tool zu tun, sondern, wie Rainer schon sagte, mit physikalischem Verständnis.

Der einfache Mittelwert zugehöriger B-Werte liefert ein Ergebnis, welches dir vermutlich weniger gefallen wird (oberer Plot in meinem beigefügten Bild). Der Mittelwert zugehöriger H-Werte, (also der Mittelwert der Umkehrfunktionen) wird dir vermutlich besser gefallen. Ob eine von beiden Kurven auch praktische Relevanz hat, zB im Sinne der von Rainer ins Spiel gebrachten "Neukurve", das musst nun du entscheiden oder den Begriff "Mittelwert" neu definieren.

Der Einwand von Clayton ist natürlich gerechtfertigt - da die Messdaten nicht alle über einen einheitlichen H-Vektor verfügen, gestaltet sich auch das Bilden des simplen arithmetischen Mittels der B-Werte nicht ganz so einfach. Gleiches gilt dann natürlich umgekehrt auch, wenn man den Mittelwert der H-Werte (bei gleichem B-Wert) bilden möchte.

Da deine Datenbasis recht dicht ist, habe ich einfach entsprechende Funktionen definiert, die sich durch bloße lineare Interpolation deiner Messdaten ergeben. Ich denke, dass eine aufwändigere nichtlineare Regression kaum der Mühe Wert ist.
Da für eine lineare Interpolation der erste Datenvektor aufsteigend der Größe nach geordnet sein muss und das bei deinen Messdaten nicht der Fall ist, lese ich H und B gemeinsam in eine Matrix ein, sortiere sie nach der jeweils relevanten Spalte und separiere sie erst danach in die von dir bezeichneten Variablen.

Um auch das arithmetische Mittel der Umkehrungen als Funktion in Abhängigkeit der H-Werte darstellen zu können, habe ich am Ende die entsprechende Funktion durch einen simplen Lösungsblock realisiert. Man merkt an der Plotzeit, dass hierbei ein wenig mehr Rechenaufwand geleistet werden muss.

Wie gesagt, ob eine der beiden "Mittelwerts"-Kurven tatsächlich physikalische Relevanz hat, musst du selbst entscheiden. Und selbst wenn nicht, kannst du aus meinem Blatt vielleicht ein wenig Nutzen betreffend dem Umgang mit Mathcad ziehen - viel Spaß damit.

Gruß RMix


[Diese Nachricht wurde von rmix22 am 05. Okt. 2015 editiert.]

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TobiasV89
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Mathcad 15

erstellt am: 05. Okt. 2015 18:36    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo zusammen,
ich möchte euch zunächst eine "nichtfachliche" Rückmeldung geben, da ich wahrscheinlich einige Tage brauchen werde, um eure Ideen und Ansätze nachzuvollziehen: Vielen Dank für eure rasche Antworten und die investierte Mühe!

Ich melde mich wieder, wenn ich eure Ansätze nachvollzogen und in Mathcad umsetzten konnte.

Viele Grüße
Tobias

[Diese Nachricht wurde von TobiasV89 am 05. Okt. 2015 editiert.]

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TobiasV89
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erstellt am: 11. Okt. 2015 10:02    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo zusammen,
wie versprochen möchte ich noch eine Rückmeldung loswerden.

@Rainer Schulze:
Die Neukurve habe ich ebenfalls als Messdaten vorliegen, gesucht war tatsächlich die "Mittelwertkurve", die allerdings der Neukurve nahe kommt. Ich möchte die gebildete Mittelwertkurve als Materialparameter bei der Simulation einer induktiven Erwärmung hinterlegen. Danke für deinen Tipp!

@Clayton:
Danke auch für deine Anregung - ich glaube, dies entspricht dem, was rmix22 dann hochgeladen hat.

@rmix22
Vielen Dank für deine ausführliche Antwort sowie das Mathcaddokument. Genau das habe ich gesucht! Insbesondere die spsort-Funktion kannte ich noch nicht.

@alle
Meine Frage ist damit beantwortet - vielen Dank für die Hilfe.

Viele Grüße und schönen Sonntag, Tobias

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