background image

Strona 1 z 7 

 

Metrologia II – dwiczenia laboratoryjne 

Sprawozdanie z laboratorium  

„Własności dynamiczne przetworników pomiarowych II rzędu” 

Mędala Jan, Mleczko Agnieszka, Mróz Łukasz, Myśliwiec Łukasz gr.13 

 

 

Schemat układu 

 

1). Wyznaczenie transmitancji: 

Dla zerowych warunków początkowych równanie operatorowe opisujące układ 

przetwornika: 

2

2

2

2

1

2

L C U (s) s  + R C U (s) s+U (s)=U (s)

1

G

L C s  + R C s+1

s

 

 
Przeprowadzone pomiary: 

 

 

Δym *V+

 

y

0

[V]

 

y(tu) [V]

 

τ *μs+

 

tu *μs+

 

A

1

 

A

2

 

C12, R12

 

3,08

 

1

 

 

208

 

920

 

3,08

 

0,8

 

C12, R11

 

4,88

 

1

 

 

216

 

4200

 

4,88

 

3,54

 

C12, R13

 

 

1

 

 

-

 

-

 

 

 

C11, R12

 

4

 

1

 

 

96

 

900

 

4

 

2,2

 

C13, R12

 

0,68

 

1

 

 

800

 

1000

 

0,68

 

0,002

 

 

Dla C12, R13 - przebieg aperiodyczny: 

T(I) *μs+ 

T(II)  *μs+ 

60 

92 

 
 

a). Obliczenia dla 

 : 

 

Obliczenia analityczne: 

 - pulsacja drgao nietłumionych 

 

 - pulsacja drgao tłumionych 

 

 - względny współczynnik tłumienia 

 

 

background image

Strona 2 z 7 

 

 

 

 

Obliczenia na podstawie pomiarów: 

 

 – logarytmiczny dekrement tłumienia 

 

 - względny współczynnik tłumienia 

 

 – pulsacja drgao tłumionych 

 

 - pulsacja drgao nietłumionych 

 

 

 
 

 

 

 

zielony – obliczenia na podstawie doświadczalnia 

 

niebieski – obliczenia analityczne 

 
 
b). Obliczenia dla 

 : 

 

Obliczenia analityczne: 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

x 10

-4

0

0.5

1

1.5

Step Response

Time (sec)

A

m

p

lit

u

d

e

background image

Strona 3 z 7 

 

 

Obliczenia na podstawie pomiarów: 

 

 

 
 

 

 
c). Obliczenia dla 

 : 

 

Obliczenia analityczne: 

 

 

 

 

Obliczenia na podstawie pomiarów: 

Z uwagi na małą dokładność pomiaru nie da się przeprowadzić obliczeń doświadczalnych 

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

x 10

-3

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Step Response

Time (sec)

A

m

p

lit

u

d

e

background image

Strona 4 z 7 

 

 

 
 
d).  Obliczenia dla 

 : 

 

Obliczenia analityczne: 

 

 

 

 

Obliczenia na podstawie pomiarów: 

 

 

 

 

 

 
e).  Obliczenia dla 

 : 

 

Obliczenia analityczne: 

 

 

 

 

Obliczenia na podstawie pomiarów: 

 

 

 

 

0

0.5

1

1.5

2

2.5

x 10

-4

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Step Response

Time (sec)

A

m

p

lit

u

d

e

0

1

2

3

4

5

6

7

x 10

-4

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Step Response

Time (sec)

A

m

p

lit

u

d

e

background image

Strona 5 z 7 

 

 

2). Czułośd S: 
 

 

 

 
 
3). Wyznaczanie charakterystyk amplitudowo - częstotliwościowej 
 

a)  Otrzymane wyniki pomiarów dla 

 : 

f [kHz] 

2

1m

U

[V]  2

m

U

[V] 

2

1

( )

2

/ 2

m

m

G

U

U

 

( )

20 log ( )

LmG

G

 

[dB] 

0.86 

1.9 

2.24 

1.1789 

1.42 

0.965 

1.96 

2.8 

1.4285 

3.098 

1.035 

1.96 

3.08 

1.5714 

3.925 

1.12 

1.96 

3.48 

1.7755 

4.98 

1.186 

1.92 

3.88 

2.0208 

6.11 

1.266 

1.92 

4.56 

2.375 

7.51 

1.32 

1.92 

5.92 

3.08 

9.78 

1.43 

1.84 

6.32 

3.4347 

10.71 

1.483 

1.84 

6.4 

3.4782 

10.82 

1.564 

1.84 

5.92 

3.2173 

10.15 

1.75 

1.84 

2.1739 

6.74 

1.834 

1.92 

3.4 

1.7708 

4.96 

2.042 

1.92 

2.2 

1.1458 

1.18 

2.6 

1.96 

1.04 

0.5306 

-5.5 

1.96 

0.72 

0.3673 

-8.69 

5.129 

1.96 

0.16 

0.0816 

-21.76 

0

1

2

3

4

5

6

7

x 10

-4

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Step Response

Time (sec)

A

m

p

lit

u

d

e

background image

Strona 6 z 7 

 

Wykres charakterystyki amplitudowo - częstotliwościowej: 

 

niebieski – obliczenia na podstawie doświadczalnia 

 

zielony – obliczenia analityczne 

 

 
 
 
 
3. Wyznaczenie charakterystyki fazowo – częstotliwościowej 

 

Schemat do wyznaczania przesunięcia fazowego metodą elipsy. 

 

 

Odczytujemy wartości y

o

 oraz y

m

 i obliczamy kąt fazowy z zależności: 

0

arcsin

m

y

y

 

Otrzymane wyniki: 

f [kHz] 

0

y

 [ms] 

m

y

 (ms) 

φ*rad+ 

φ*°+ 

0.955 

0.22 

1.4 

0.1577 

9.04 

1.105 

0.48 

1.68 

0.2896 

16.6 

1.19 

0.8 

1.96 

0.4202 

24.08 

1.268 

1.08 

2.28 

0.4932 

28.27 

1.38 

2.44 

2.88 

1.01 

57.91 

1.43 

2.84 

3.12 

1.1433 

65.64 

1.513 

3.16 

3.16 

1.57 

90 

background image

Strona 7 z 7 

 

1.756 

1.6 

1.96 

0.954 

54.71 

1.918 

0.96 

1.4 

0.7552 

43.26 

2.566 

0.24 

0.56 

0.4426 

25.37 

 
Wykres charakterystyki fazowo - częstotliwościowej: 

 

niebieski – obliczenia na podstawie doświadczalnia 

 

zielony – obliczenia analityczne 

 

4. Wnioski: 
 

Rząd  wielkości  teoretycznych  jak  i  doświadczalnych  jest  taki  sam.  Różnica  wynika 

jedynie z niedokładności pomiarów z odczytu oscyloskopu. Główną przyczyną małych różnic 
w  przebiegach  wykresów  może  mied  wartośd  czułości,  która  dla  doświadczalnych  obliczeo 
wynosi  0.97,  a  dla  analitycznych  należało  przyjąd  1.  Mimo  wszystko  różnice  są  dosyd 
niewielkie co świadczy o sporej dokładności pomiarów. 

Podczas doświadczenia również sprawdziliśmy wpływ zmian parametrów układu, czyli 

zmiany  głównie  wartości  R  i  C.  Zmniejszenie  wartości  pojemności  kondensatora  i  oporu 
rezystora  powodowało  skrócenie  okresu  drgao  tłumionych,  wzrost  przelotu,  a  także 
wydłużenie czasu odpowiedzi i zmniejszenie wartości współczynnika tłumienia.