AKADEMIA TECHNICZNO-HUMANISTYCZNA
W BIELSKU-BIAA
EJ
KATEDRA PODSTAW BUDOWY MASZYN
1. Charakterystyki statyczne wybranych elementów liniowych
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie własności statycznych liniowych obiektów automatyki.
Wstęp
Zależność między sygnałem wyjściowym y a sygnałem wejściowym u wyznaczona w stanach
ustalonych nosi nazwę charakterystyki statycznej. Elementy, które posiadają jednoznaczną
charakterystykę statyczną nazywa się statycznymi natomiast elementy dla, których nie istnieje
stan ustalony i nie ma możliwości sporządzenia charakterystyki statycznej nazywamy
astatycznymi.
Rys. 1.1. Charakterystyka statyczna
Charakterystykę statyczną elementu charakteryzują następujące parametry [1]:
" przyrostowy współczynnik wzmocnienia  iloraz przyrostu wielkości wyjściowej "y
do wywołującej go przyrostu wielkości wejściowej "u, dla "u0, równy liczbowo
wartości pochodnej w danym punkcie:
dy
k = ,
du
u=u0
" średni współczynnik wzmocnienia, który odpowiada nachyleniu siecznej
charakterystyki w rozpatrywanym przedziale:
y2 - y1
ks = ,
u2 - u1
" nieliniowość względna czyli maksymalna różnica między średnim a przyrostowym
współczynnikiem wzmocnienia w rozpatrywanym przedziale wyrażona w procentach
wartości średniego współczynnika wzmocnienia:
ks - k
´min = max Å"100% .
ks
Przebieg ćwiczenia:
" Należy zbudować kolejno według podanych w tab. 1.1 schematów badane obiekty
elektryczne i połączyć z zasilaczem i miernikiem elektrycznym zgodnie z rys. 1.2.
" Uwaga: przed wykonaniem charakterystyki należy sprawdzić prawidłowość połączeń
elektrycznych. Ustawić na zasilaczu prąd wyjściowy 0,01 A.
Instrukcje laboratoryjne
Charakterystyki statyczne wybranych elementów liniowych
 AKADEMIA TECHNICZNO-HUMANISTYCZNA
W BIELSKU-BIAA
EJ
KATEDRA PODSTAW BUDOWY MASZYN
" Ustawić napięcie zasilania badanych obiektów u= 0,1 V i dokonać pomiaru napięcia
wyjściowego y(t). Po ustaleniu się wartości sygnały y(t) zanotować w tab. 1.2.Pomiary
powtórzyć dla napięć zasilania podanych w tab. 1.2.
" Zmierzyć oporności badanych obiektów.
" Wykonać charakterystyki statyczne badanych elementów.
u(t)=const
y(t)=const
Zasilacz
Element
prądu stałego
automatyki
Woltomierz
Rys.1.2. Schemat układu do zdejmowania charakterystyk statycznych
Tab.1.1. Schematy badanych elementów liniowych
Nr SCHEMAT UKA
ADU WARTOŚĆ PARAMETRÓW
1. R1= 5 k&! R2=5 k&!
1.
2. R1= 10 k&! R2=5 k&!
3. R1= 15 k&! R2=5 k&!
R1
4. R1= 10 k&! R2=5 k&!
R2
U Y
5. R1= 10 k&! R2=10 k&!
6. R1= 10 k&! R2=15 k&!
2.
1. R1= 1 k&! C=2200 µF
2. R1= 2,5 k&! C=1470 µF
R1
3. R1= 5 k&! C=1000 µF
C
U Y
4. R1= 10 k&! C=470 µF
3.
1. R1= 1 k&! C=2200µF
2. R1= 2,5 k&! C=2200 µF
C
U Y 3. R1= 5 k&! C=1000 µF
R1
4. R1= 10 k&! C=1000 µF
4.
C
1. R1= 10 k&! R2= 10 k&! C=1000 µF
2. R1= 10 k&! R2= 4 k&! C=2200 µF
3. R1= 4 k&! R2= 10 k&! C=2200 µF
4. R1= 4 k&! R2= 1 k&! C= 4400µF
R1
R2
U Y
Instrukcje laboratoryjne
Charakterystyki statyczne wybranych elementów liniowych
 AKADEMIA TECHNICZNO-HUMANISTYCZNA
W BIELSKU-BIAA
EJ
KATEDRA PODSTAW BUDOWY MASZYN
Nr SCHEMAT UKA
ADU WARTOŚĆ PARAMETRÓW
5.
1. R1= 10 k&! R2= 10 k&! C=1000 µF
2. R1= 10 k&! R2= 4 k&! C=2200 µF
R1
3. R1= 4 k&! R2= 10 k&! C=2200 µF
R2
4. R1= 4 k&! R2= 10 k&! C=1000 µF
U Y
C
6.
1. R1= 1 k&! R2= 10 k&! C=2200 µF
2. R1= 1 k&! R2= 20 k&! C=2200 µF
R1
3. R1= 5 k&! R2= 100 k&! C=2200 µF
R2 Y
U
C
7.
1. R1= 0 &! C=4400 µF
2. R1= 10 &! - || -
3. R1= 30 &! - || -
R1 L
4. R1= 50 &! - || -
U C Y
5. R1= 75 &! - || -
6. R1= 100 &! - || -
7. R1= 125 &! - || -
8. R1= 0 &! C=470 µF
L- nieliniowe
8.
1. R1= R2= 10 k&!
R2
C1= C2=1000 µF
R1 2. R1= 1 k&! R2= 10 k&!
C1 C2 C1= C2=2200 µF
U Y
3. R1= R2= 10 k&!
C1=470 µF C1=2200 µF
Tab. 1.2.
Nr badanego Parametry elementu
elementu (tab.1.1) (tab. 1.1)
u(t) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
y
Instrukcje laboratoryjne
Charakterystyki statyczne wybranych elementów liniowych
 AKADEMIA TECHNICZNO-HUMANISTYCZNA
W BIELSKU-BIAA
EJ
KATEDRA PODSTAW BUDOWY MASZYN
Uwagi o sprawozdaniu:
" Wykreślić charakterystyki statyczne badanych elementów.
" Na podstawie sporządzonych charakterystyk statycznych wyznaczyć:
" przyrostowy współczynnik wzmocnienia,
" średni współczynnik wzmocnienia,
" nieliniowość względną (zakresy liniowości badanych obiektów),
" Dokonać analizy wpływu zmiany parametrów elektrycznych na charakterystyki statyczne
elementów.
Literatura
[1]. Maczyński K., Kłosiński J., Pikoń S., Suwaj S.: Podstawy automatyki w przykładach i ćwiczeniach
laboratoryjnych. Skrypty dla szkół wyższych. Politechnika A
ódzka, A
ódz
1989.
Instrukcje laboratoryjne
Charakterystyki statyczne wybranych elementów liniowych