AGH, Wydział EAIiE ZAKŁAD METROLOGII	Imiona i Nazwiska : 1. Paweł Romanek 2. Rafał Sęk 3. Paweł Szymusiak
LABORATORIUM PODSTAW MIERNICTWA		Semestr : IV
Rok akademicki : 1998/99	Rok studiów : 2	Grupa studencka : 6
Kierunek : ELEKTROTECHNIKA		Zespół : E
Temat ćwiczenia : Cyfrowe przetwarzanie sygnałów pomiarowych.		Nr ćwiczenia : 6
Data wykonania ćwiczenia : 20-III-99	Data zaliczenia sprawozdania :

Cel ćwiczenia

Poznanie metod cyfrowych i analogowych pomiaru położenia i prędkości.

Opracowanie wyników:

1. Cyfrowy pomiar kąta obrotu za pomocą rastru w kodzie Gray'a.

1. wyznaczenie błędów analogowych cyfrowego pomiaru kąta z wykorzystaniem kodu Gray'a.

Odczyt cyfrowy	Stopnie noniusza	Stopnie noniusza
1	0,30	0,25
2	1,5	1,25
3	1,55	1,45
4	3,1	3,05
5	4,4	4,3
6	4,6	4,55
7	5,35	5,1
8	7,2	7,1
9	8,45	8,3

Charakterystyka określająca wartość cyfrowego odczytu kąta obrotu od kąta obrotu zmierzonego przy pomocy skali kątowej z noniuszem.

Na powyższym wykresie można zaobserwować błąd histerezy spowodowany różnicą w położeniach odpowiadających sobie parami punktów komutacji, z których jeden występuje gdy wielkość przetwarzana wzrasta, a drugi gdy wielkość ta maleje (H=1,25 °). Błąd nieliniowości jest to odchylenie rzeczywistej charakterystyki przetwarzania od prostej odniesienia (δ_niel=8,6 %).

2. Pomiar położenia przy wykorzystaniu potencjometru o liniowej charakterystyce.

Pomiar co 10°

Wyznaczenie błędów charakterystyki potencjometru

bez obciążenia		z obciążeniem 5 kΩ
0°	4,94[V]	0°	4,8[V]
10	4,85	10	4,62
20	4,64	20	4,36
30	4,55	30	4,11
40	4,39	40	3,90
50	4,24	50	3,70
60	4,08	60	3,5
70	3,93	70	3,32
80	3,77	80	3,15
90	3,61	90	2,97
100	3,44	100	2,81
110	3,27	110	2,66
120	3,13	120	2,52
130	2,97	130	2,38
140	2,88	140	2,25
150	2,65	150	2,11
160	2,5	160	1,99
170	2,33	170	1,86
180	2,18	180	1,74
190	2,02	190	1,62
200	1,86	200	1,50
210	1,7	210	1,37
220	1,54	220	1,26
230	1,38	230	1,14
240	1,23	240	1,02
250	1,06	250	0,9

Błąd nieliniowości δ_niel=
=12% co w przeliczeniu na stopnie wynosi 45°.

Charakterystykę tego przetwornika można przybliżyć prostą y=-0,0152x+5,0479.

Czułość przetwornika S=tgα=a=0,0152.

3. wyznaczanie charakterystyki czujnika indukcyjnego:

Tabela pomiarowa:

Woltomierz [V]	Induktosyn [mm]
0,449	135
0,386	125
0,351	115
0,313	105
0,274	95
0,233	85
0,192	75
0,149	65
0,106	55
0,062	45
0,018	35
0,022	25
0,065	15

Wnioski

ad.1 Jedną z podstawowych własności kodu Gray'a jest pozbawienie wagi poszczególnych bitów. Sąsiednie kombinacje kodu Gray'a różnią się wartością jednego bitu. Z tego powodu kod ten jest odporny na błędy mogące się pojawić podczas dekodowania sąsiednich wartości.

Charakterystyka określająca wartość cyfrowego odczytu kąta obrotu od kąta obrotu zmierzonego przy pomocy skali kątowej z noniuszem ma kształt histerezy, to znaczy pomiary wykonywane w górę nie pokrywają się z pomiarami wykonanymi w dół.

ad.2 Charakterystyka zastosowanego potencjometru (nieobciążonego), jest liniowa, co widać na charakterystyce. Charakterystykę tego potencjometru można przybliżyć równaniem y=-0,0152x+5,0479. Charakterystyka potencjometru obciążonego rezystorem 5kΩ odbiega w sposób znaczący od linii prostej. Błąd nieliniowości obliczony dla takiego przypadku wynosi 12% (45°).

Ad.3 Zauważamy że charakterystyka jest liniowa oprócz punktów na jednym z końców zakresu pomiarowego), co jest zgodne z zasadą działania czujnika indukcyjnego.

---