Politechnika Wrocławska Prowadzący: Dr inż.		Wykonujący sprawozdanie: Michał Pomykała Maciej Bekisz Patryk Bagiński Nr Albumu: 170766,170826,164169 Czujniki i przetworniki ARR3317	Wydział Elektryczny Rok: 2 Semestr : III Grupa: wtorek 13.15-15.00 Rok akademicki: 2009/2010
LABORATORIUM CZUJNIKÓW I PRZETWORNIKÓW
Data oddania sprawozdania: 17.11.2009	Temat: Przetwornik wartości skutecznej na standardowy sygnał prądowy 4 - 20 mA			Ocena:

1. Wstęp

Wartość skuteczna jest podstawowym parametrem sygnału. Zdefiniowana jest następująco:

Popularne mierniki analogowe (magnetoelektryczne) i cyfrowe (z podwójnym całkowaniem) prawidłowo wskazują wartość skuteczną dla przebiegu sinusoidalnego lub innego przebiegu o stosunku RMS/MAD= 1,11 a tak jest w przypadku sygnału sinusoidalnego o wartości skutecznej napięcia RMS(root mean square) 0.707V oraz średniej wartości bezwzględnej MAD (mean absolute deviation) 0,636V.

Zastosowany w makiecie przetwornik liniowo przetwarza napięcie wejściowe na prąd.

Zaletami przekazywania informacji sygnałem prądowym miedzy innymi są : możliwość przesyłania na duże odległości, odporność na zakłócenia, możliwość modulacji prądu w celu przekazywnia dodatkowych informacji.

2. Układ pomiarowy

Przetwornik wartości skutecznej na standardowy sygnał prądowy 4- 2- Ma znajdujący się na stanowisku pomiarowym składa się z dwóch przetworników:

1. wartości skutecznej napięcia na na pięcie stałe wykonanego w technice analogowej.

2. napięcia stałego na prąd z zakresu od 4 do 20 mA wykonanego w technice cyfrowej.

Rys. 1 Schemat blokowy przetwornika oraz układ pomiarowy.

Podczas badania układu na wejście podłączamy generator oraz miernik wartości skutecznej.

Podczas wykonywania pomiarów musimy uważać na to aby nie przekroczyć maksymalnego napięcia wejściowego 5 V dla przetwornika 2, wiec na wejście przetwornika 1 będziemy zadawać napięcie od 0 do 500mV, ponieważ przetwornik 1 posiada wzmacniacz pomiarowy, którego wzmocnienie wynosi blisko 10V/V.

3. Wykonywanie pomiarów

Oznaczenia w tabeli:

Uac- napięcie podawane na wejście przetwornika 1

Udc- napięcie na wyjściu przetwornika 1

Udcpopr-napięcie obliczone z funkcji przetwarzania Udc(Uac)

∆1=Udc - Udcpopr

δ1=∆1/zakres napięcia wyjściowego przetwornika 1

I- prąd na wyjściu przetwornika 2

Ipopr2- prąd obliczony z funkcji przetwarzania przetwornika 2 I(Udc)

∆2= I-Ipopr2

δ2=∆I/(zakres prądu wyjściowego przetwornika 2)

Ipopr - prąd obliczony z funkcji przetwarzania I(Uac)(połączenie kaskadowe)

∆= I-Ipopr

δ=∆I/(zakres prądu wyjściowego przetwornika)

4. Obliczenia pomocnicze:

Przed zajęciami należało wyznaczyć funkcje przetwarzania przetworników:

1. Przetwornika 1 -

Udc(Uac)=?

Y=Ax+B

B=0 podstawiajac warunki początkowe do równania.

Znając wartość B wyznaczamy

5=0,5A

A=10

Udc(Uac)=10*x[V]

2. Przetwornika 2-

I(Udc)=?

Y=Ax+B

B=4

20=5000*A +B

20-4/5000=A=0,0032

Y=0,0032*x+4

3. Przetwornika w połączeniu kaskadowym:

I(Uac)=?

Y=Ax+B

B=4

20=500*A +B

20-4/500=A=0,32

Y=0,032*x+4

Wyliczanie bledów pomiarowych:

Udcpopr=10*0,0458=0,458[V]

∆1= 0,5-0,458=0,042[V]

δ1=∆1/Udcpopr*100%=9,17%

Ipopr2=(0,0032*500)+4=5,6mA

∆2=I-Ipopr=5,05-5,6=0,55mA

δ2=(∆2/Ipopr)*100%=9,82%

Ipopr=0,032*45,8=5,47mA

∆=I-Ipopr=5,05-5,47=-0,42mA

δ=(∆I/Ipopr)*100%=7,60%

5. Wnioski

Analizując charakterystyki przetworników zauważamy że są one zbliżone do charakterystyk idealnych przetworników. Zauważamy również że największe błędy przetwarzania są dla bardzo niskich napięć wejściowych. Wynikają one z warunków środowiska w jakim były dokonywane pomiary oraz z niedokładności przyrządów pomiarowych. Również wpływem na dokładność przetwarzania może być to w jaki sposób został wykonany sam przetwornik oraz z jakich elementów. Podsumowując: otrzymane charakterystyki były zgodne z oczekiwaniami.

6. Tabela pomiarowa oraz charakterystyki przetworników.

---