Imię i nazwisko (e‐mail):
Rok: …. (2010/2011)
Grupa:
Zespół:
Data wykonania:
LABORATORIUM METROLOGII
Ćw. 5: Pomiar parametrów sygnałów napięciowych
Zaliczenie:
Podpis prowadzącego: Uwagi:
Wstęp
Celem ćwiczenia jest pomiar parametrów sygnałów napięciowych, oraz badanie właściwości
woltomierzy wartości skutecznej.
Sprawozdanie należy wypełnić pismem technicznym. Każdy punkt sprawozdania powinien być
wykonany starannie. Wykresy i schematy należy rysować ołówkiem z wykorzystaniem linijki.
Szczególną uwagę należy zwrócić na opracowanie wniosków, które powinny być sformułowane na
podstawie zdobytej wiedzy wstępnej oraz przeprowadzonych pomiarów. Wnioskiem nie jest opis
wykonanych na zajęciach pomiarów! Każdy punkt ćwiczenia powinien zawierać:
• schemat układu pomiarowego,
• krótki opis metodyki pomiarów,
• tabele z wynikami pomiarów i wynikami końcowymi oraz wykresy,
• obliczenia: wzory i przykład obliczeń,
• wnioski,
• wykaz zastosowanych przyrządów.
Podstawą wykonania sprawozdania jest instrukcja do ćwiczenia, którą można pobrać ze strony
Katedry Metrologii AGH:
http://www.kmet.agh.edu.pl
‐> dydaktyka ‐> Materiały dla studentów.
Program ćwiczenia:
1. Pomiar parametrów sygnałów napięciowych o kształcie sinusoidalnym, prostokątnym
i trójkątnym:
a) Pomiar wartości skutecznej, średniej wyprostowanej i maksymalnej,
b) Badanie wpływu obecności składowej stałej na wskazania woltomierzy wartości skutecznej,
c) Pomiar współczynnika zawartości harmonicznych – „h”.
2. Pomiar i porównanie charakterystyk częstotliwościowych woltomierzy mierzących wartość
skuteczną napięcia.
Wydział: EAIiE
Kierunek:
1. Pomiar wartości skutecznej, średniej wyprostowanej i maksymalnej
a) Schemat pomiarowy
V
1
‐ ………………………………………………..., V
2
‐ ………………………..……………….……..,
V
3
‐ ………………………………………………...,
b) Wyniki pomiarów
Tabela 1
Przebieg
f
[Hz]
U
1
[V]
U
2
[V]
U
śrp
[V]
U
3
[V]
k
k
δ
kk
[%]
k
s
δ
sk
[%]
k
w
δ
kw
[%]
sinus
50
500
prostokąt
50
500
trójkąt
50
500
Wartości teoretyczne współczynników kształtu, szczytu i wypełnienia dla sygnałów sinusoidalnego,
prostokątnego i trójkątnego wynoszą:
wartości teoretyczne współczynników
k
k
k
s
k
w
sinus
prostokąt
trójkąt
c) Wzory i przykładowe obliczenia
Wartość średnia wyprostowana sygnału obliczona na podstawie wskazania woltomierza V
2
:
......
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
śrp
=
U
współczynnik kształtu:
......
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
k
=
k
współczynnik szczytu
......
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
s
=
k
współczynnik wypełnienia
......
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
w
=
k
wartość błędu względnego dla współczynnika…………………………………..
......
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
.........
=
δ
d) Wnioski
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
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e) Wykaz przyrządów i użytych elementów
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2. Badanie wpływu obecności składowej stałej na wskazania woltomierzy wartości skutecznej
a) Schemat pomiarowy
V
1
‐ ………………………………………………..., V
2
‐ ………………………..……………….……..,
V
3
‐ ………………………………………………..., V
4
‐ ………………………………………………...
b) Wyniki pomiarów
Tabela 3 U
M
=………………………………
U
0
[V]
Sygnał
U
[V]
Sinus
Prostokąt
Trójkąt
U
t
[V]
U
t
[V]
U
t
[V]
0
U
1
[V]
U
2
[V]
U
3
[V]
U
4
[V]
U
1
[V]
U
2
[V]
U
3
[V]
U
4
[V]
c) Wzory i przykładowe obliczenia
Teoretyczną wartość skuteczną składowej zmiennej sygnału obliczamy według wzoru i wynosi ona:
...
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
~
=
U
Teoretyczną wartość skuteczną sygnału z uwzględnieniem składowej stałej obliczamy według wzoru i
wynosi ona:
...
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
=
t
U
d) Wnioski
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
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......................................................................................................................................................
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......................................................................................................................................................
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e) Wykaz przyrządów i użytych elementów
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3. Pomiar współczynnika zawartości harmonicznych – „h”.
a) Schemat pomiarowy
b) Wyniki pomiarów
Tabela 4.
f [Hz]
Sygnał
sinus
prostokąt
trójkąt
h [%]
h
t
[%]
δh [‐]
h [%]
h
t
[%]
δh [‐]
h [%]
h
t
[%]
δh [‐]
500
0
0,435
0,120
5000
0
0,435
0,120
c) Wzory i przykładowe obliczenia
Obliczyć względną różnice między wartością zmierzoną, a teoretyczną współczynnika "h":
........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
=
h
δ
d) Wnioski
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
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......................................................................................................................................................
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4. Pomiar i porównanie charakterystyk częstotliwościowych woltomierzy mierzących wartość
skuteczną napięcia.
a) Schemat pomiarowy
V
1
‐ ………………………………………………..., V
2
‐ ………………………..……………….……..,
V
3
‐ ………………………………………………...
b) Wyniki pomiarów
Tabela 5
Lp.
f [Hz]
U
1
[V]
U
2
[V]
U
3
[V]
1
50
2
80
3
100
4
200
5
400
6
600
7
800
8
1000
9
2000
10
4000
11
6000
12
8000
13
10k
14
15k
1
10
100
1000
10000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
U
[V]
f [Hz]
c) Wnioski
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
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d) Wykaz przyrządów i użytych elementów
......................................................................................................................................................
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......................................................................................................................................................