AGH, Wydział Elektrotechniki Automatyki i Elektroniki
Rok studiów: II	Laboratorium podstaw miernictwa		Data wykonania ćwiczenia: 16 pażdziernik 1998
Kierunek Elektrotechnika	Temat ćwiczenia BADANIE WŁASNOŚCI DYNAMICZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH I KOREKCJA DYNAMICZNA		Skład zespołu: MAGDALENA BIEŃ ZOFIA JUSZCZAK MICHAŁ FRYC
Data zaliczenia sprawozdania:		Ocena:	Zespół: f

• OBLICZENIA I WYNIKI POMIARÓW

a) CZUJNIK INERCYJNY Z KOREKTOREM

Aby dobrać kondesator w korektorze dla dolnoprzepustowego układu inercyjnego według odpowiedzi czasowej na wymuszenie skokowe obserwowaliśmy sygnał wyjściowy. Kondensator był dobrany jeżeli sygnał wyjściowy był najbardziej zbliżony do sygnału wejściowego.

WYNIKI

C=0,1122μF
0,0001μF

• Wyznaczanie stałych czasowych.

Wartość stałej czasowej określa się za pomocą stycznej do krzywej y(t) (odpowiedź przetwornika na wymuszenie skokowe x(t)=A
1(t) ), poprowadzonej z początku układu współrzędnych aż do punktu przecięcia z linią poziomą odpowiadającą stanowi ustalonemu odpowiedzi.

1. Samego członu inercyjnego.

Wykres krzywej y(t) ( odpowiedź członu inercyjnego na wymuszenie skokowe x(t)=A
1(t) ) jest przedstawiony na wykresie nr 1.

WYNIK

T=75μs

2. Członu inercyjnego z korektorem.

Wykres krzywej y(t) ( odpowiedź członu inercyjnego z korektorem na wymuszenie skokowe x(t)=A
1(t) ) jest przedstawiony na wykresie nr 2.

WYNIK

T=27,5μs

3. Samego korektora.

Wykres krzywej y(t) ( odpowiedź samego korektora na wymuszenie skokowe x(t)=A
1(t) ) jest przedstawiony na wykresie nr 3.

WYNIK

T=92,5μs

Graficzne wyznaczanie stycznej powoduje znaczny błąd określenia wartości stałej czasowej , jest on spowodowany :

-niedokładnością wyznaczenia czasu t=0

-subiektywnym wyborem nachylenia stycznej

-błąd odczytu wynikający z szerokości plamki świetlnej

-błąd wynikający z niedokładności podstawy czasu.

• Zdjęcie charakterystyk częstotliwościowych członu inercyjnego z korektorem.

a)charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa

Tabela wyników

Częstotliwość [Hz]	U(wyjścia) [V]	U(wejścia) [V]
20	0,672	3,892	0,172662
30	0,677	3,862	0,175298
40	0,677	3,839	0,176348
50	0,674	3,819	0,176486
60	0,67	3,804	0,17613
70	0,661	3,791	0,17436
80	0,651	3,782	0,172131
Częstotliwość[Hz]	U(wyjścia) [V]	U(wejścia) [V]
90	0,64	3,774	0,169581
100	0,614	3,773	0,162735
110	0,601	3,77	0,159416
150	0,552	3,763	0,146691
180	0,517	3,76	0,1375
200	0,492	3,759	0,130886
250	0,437	3,757	0,116316
300	0,39	3,756	0,103834
350	0,355	3,755	0,094541
400	0,323	3,754	0,086042
500	0,27	3,753	0,071942
600	0,231	3,752	0,061567
800	0,173	3,751	0,046121
900	0,152	3,75	0,040533
1000	0,122	3,755	0,03249
1500	0,087	3,755	0,023169
2000	0,067	3,754	0,017848

Tabela przedstawia wyniki uzyskane przez nas podczas pomiaru napięcia wejściowego (U wejścia) oraz napięcia wyjściowego (U wyjścia) za pomocą woltomierza, przy zadanej częstotliwości. Chcąc narysować charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową obliczamy moduł transmitancji widmowej
, który jest równy stosunkowi amplitud sygnałów wyjściowego (X) i wejściowego (Y) czyli:

.

Amplitudy napięć wejściowego i wyjściowego obliczamy ze wzorów :

Y=

U(wejściowe)

X=
U(wyjściowe)

Charakterystyka amplitudowo-czestotliwościowa została przedstawiona na wykresie nr 1.

WYKRES 1

b) Charakterystyka fazowo-częstotliwościowa

Tabela wyników

Czstotliwość [Hz]	ϕ
20	0,172662
30	0,175298
40	0,176348
50	0,176486
60	0,17613
70	0,17436
80	0,172131
90	0,169581
100	0,162735
110	0,159416
150	0,146691
180	0,1375
200	0,130886
250	0,116316
300	0,103834
350	0,094541
400	0,086042
500	0,071942
600	0,061567
800	0,046121
900	0,040533
1000	0,03249
1500	0,023169
2000	0,017848

Tabela przedstawia wyniki uzyskane przez nas podczas pomiaru przesunięcia fazowego ϕ sygnału wyjściowego względem wejściowego przy podanej częstotliwości. Chcąc narysować charakterystykę fazowo-częstotliwościową na wykresie na osi odciętych odkładamy wartość częstotliwości , a na osi rzędnych odkładamy wartość przesunięcia fazowego ϕ.

Charakterystyka fazowo-częstotliwościowa jest przedstawiona na wykresie nr 2.

WYKRES 2

• Wyznaczanie stopnia tłumienia dolnoprzepustowego układu oscylacyjnego.

Chcąc wyznaczyć stopień tłumienia odczytujemy z wykresu charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej (wykres nr 4 ) pierwsze maksimum y
i korzystamy ze wzoru :

WYNIK

Z=0,34

Obliczamy błąd bezwzględny stopnia tłumienia korzystając ze wzoru:

, gdzie Δy
=0,1 cm

WYNIK

0,05 cm

Błąd względny wynosi:

1,2%

WNIOSKI

Zmieniając pojemność Cx można tak dobrać jej wartość, aby odpowiedź układu na wymuszenie skokowe ustalała się najszybciej, i była wolna od przerzutu. Wówczas korektor jest optymalnie dopasowany do członu inercyjnego. Układ z tak dopasowanym korektorem zachowuje się nadal jak przetwornik inercyjny, ale o mniejszej stałej czasowej. Odczytując wartości stałych czasowych popełniliśmy błąd, gdyż nasz sygnał wejściowy w postaci ciągu impulsów prostokątnych miał czas trwania krótszy do czasu ustalania się stanów przejściowych w przetworniku. Poza tym graficzne odczytywanie stałych czasowych jest obarczone dużym błędem ,jest to spowodowane subiektywnym wyborem nachylenia stycznej, niedokładnością odczytu składowej t=0. Wyznaczyliśmy również charakterystyki częstotliwościowe, które najlepiej przedstawiają własności dynamiczne przetwornika. Wyznaczyliśmy również stopień tłumienia, który wpływa nam na kształt wykresu.

Wykaz Przyrz¹dów

Osyloskop

Regulowany generator napięcia prostokątnego i sinusoidalnego

Kondensator dekadowy

Opornik dekadowy

Czwórnik oscylacyjny

Czwórnik inercyjny z korektorem

Fazomierz elektroniczny

Transformrtorowy separator napięcia

Przewody zwykłe i BNC, rozgałęźniki BNC 3 szt.

---