Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie własności dynamicznych przetworników pierwszego rzędu,
czyli układu prądowego RC, który jest odpowiednikiem tego typu przetwornika, w funkcji
czasu i częstotliwości oraz wyznaczenie podstawowych parametrów tych przetworników na
drodze pomiarowej.

Schemat stanowiska pomiarowego:

Transmitancja układu:

-Wyprowadzenie transmitancji układu RC:

s

A

s

X

s

X

s

G

s

Y

s

T

K

s

U

s

U

s

G

s

R

C

s

U

s

U

s

G

s

U

R

s

C

s

U

s

U

s

U

R

s

s

U

C

s

s

U

C

s

I

s

U

s

U

R

s

I

dt

dU

C

i

U

U

iR

we

wy

we

wy

we

wy

we

wy

wy

wy

we

wy

wy

we

wy















































































)

(

)

(

)

(

)

(

1

)

(

)

(

)

(

1

1

)

(

)

(

)

(

)

(

)

1

)(

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

AUTOMATYKA I POMIAR WIELKOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH

Wydział Energetyki i Paliw, Technologia Chemiczna

Imię i Nazwisko

Nr grupy

Nr zespołu

Data wykonania

Data oddania

Bernacik Natalia

Błaszczyk Alicja

Chałubińska Magdalena

Domagała Aleksandra

Drzał Paulina

I

I

01.0.2015r.

08.06.2015r.

Własności dynamiczne przetworników I rzędu

)

1

(

)

(

/ T

t

e

K

A

t

y







AK

e

K

A

T

y

63

,

0

)

1

(

)

(

1











Wyznaczanie odpowiedzi skokowej obwodu elektrycznego RC(układ I rzędu)

Stałą czasową (T) układu pomiarowego wyznaczyliśmy na podstawie pomiarów. Wyniki są
umieszczone w tabelce:

R[

Ω]

C[

µF]

]

[ms

T

mierz

]

[ms

C

R

T

obl











=

𝑇

𝑚𝑖𝑒𝑟𝑧

−𝑇

𝑜𝑏𝑙

𝑇

𝑜𝑏𝑙



100% [%]

1000

4,7



10

-3

5,2



10

-3

4,7



10

-3

10,6

470

4,7



10

-3

2,4



10

-3

2,209



10

-3

8,6

5600

4,7



10

-3

28



10

-3

26,32



10

-3

6,4

1000

1



10

-3

1,08



10

-3

1



10

-3

8,0

1000

47



10

-3

52,8



10

-3

47



10

-3

12,3

Pomiary stałej czasowej T przeprowadzaliśmy licząc czas, w jaki charakterystyka skokowa
osiągnie 0.63 wartości ustalonej.

Charakterystyki częstotliwościowe obwodu elektrycznego RC(układ I rzędu)

we

wy

U

U

K



;

K

L

log

20



;









360

T

t



f [kHz] U

we

[V] U

wy

[V]

T [μs]

t [μs]

K

L [dB]

φ [

˚]

0,02

1,96

1,96

0,0 47200,0

1,0000

0,0000

0,0000

6,4

1,96

1,92

0,0

157,0

0,9796

-0,1791

0,0000

11,91

1,96

1,80

6,0

84,0

0,9184

-0,7397

-25,7143

20,57

1,96

1,60

4,8

48,8

0,8163

-1,7627

-35,4098

25,5

1,94

1,50

4,9

39,6

0,7732

-2,2342

-44,3636

29,1

1,94

1,40

4,6

34,0

0,7216

-2,8335

-48,7059

33,7

1,92

1,30

4,4

29,8

0,6771

-3,3872

-53,1544

38,8

1,88

1,20

3,8

25,8

0,6383

-3,8995

-53,5814

45,1

1,90

1,10

3,5

22,3

0,5789

-4,7472

-56,5022

51,8

1,90

1,00

3,1

19,3

0,5263

-5,5751

-57,8238

61,2

1,90

0,90

3,0

16,4

0,4737

-6,4902

-64,9756

Charakterystyka amplitudowo - częstotliwościowa

F

graniczna



20kHZ

Charakterystyka fazowo - częstotliwościowa

Wnioski

Błąd pomiarowy zmienia się losowo nie można zauważyć żadnych zależności.
Wraz ze wzrostem pojemność stała czasowa t – rośnie. Ze wzrostem rezystancji stała
czasowa rośnie

Wartości stałej czasowej obliczonej i odczytanej z wykresu podczas pomiaru są zbliżone.
Wraz ze wzrostem częstotliwości malało napięcie wyjściowe układu oraz wzrastał kąt
przesunięcia fazowego.
W przypadku logarytmicznej charakterystyki fazowo-częstotliwościowej krzywa na wykresie
ukształtowana na podstawie pomiarów odpowiada wykresowi teoretycznemu.

y = -0,0001x

2

- 0,1029x + 0,3179

-9,0000

-8,0000

-7,0000

-6,0000

-5,0000

-4,0000

-3,0000

-2,0000

-1,0000

0,0000

1,0000

0,01

0,1

1

10

100

L[d

B

]

f[kHz]

L(f)

y = 0,0158x

2

- 2,0916x + 2,2279

-80,0000

-70,0000

-60,0000

-50,0000

-40,0000

-30,0000

-20,0000

-10,0000

0,0000

10,0000

0,01

0,1

1

10

100

φ

[]

f[kHz]

φ(f)