Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zdobycie podstawowych informacji na temat akwizycji i przetwarzania danych pomiarowych w czasie rzeczywistym oraz tworzenie prostych aplikacji działających w środowisku programowym GENIE.
Stanowisko laboratoryjne:
Stanowisko labolatoryjne składa się z:
Komputera PC z zainstalowaną kartą akwizycji danych PCL-818L oraz oprogramowaniem GENIE i MATLAB
Terminala PCLD z kablem połączeniowym
Zestawu modelu analogowego obiektu (MAO)
Przebieg ćwiczenia:
Zdjęcie charakterystyki napięcia wyjściowego przetwornika C/A karty PCL-818L w zależności od nastaw w programie GENIE.
Rys. 1. Schemat blokowy układu pomiarowego.
Nastawy w Genie (u) [V] |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Wartość z miernika (y) [V] |
0 |
0,98 |
1,97 |
2,96 |
3,95 |
4,94 |
5,93 |
6,92 |
9,89 |
8,9 |
9,89 |
Wyniki pomiarów:
Sporządzenie charakterystyki statycznej wzmacniacza elektronicznego znajdującego się w zestawie MAO dla dwóch różnych wartości wzmocnienia oraz wyznaczenie wskaźnika nieliniowości.
Schemat układu przedstawia rys. 1
Wzory do wymaganych obliczeń:
Kstat=(ymax-B)/umax
Ki=(yi-yi-1)/(ui-ui-1)
η =max{|Ki-Kstat|/Kstat}
u- napięcie wejściowe
y- napięcie wyjściowe
offset B=0,04 (praktycznie 0)
Wyniki pomiarów oraz obliczeń:
K=0,4 |
Kstat=0,391 |
||
u [V] |
y [V] |
Ki |
η [%] |
0 |
0,04 |
0 |
- |
1 |
0,43 |
0,39 |
0,26 |
2 |
0,83 |
0,4 |
2,30 |
3 |
1,21 |
0,38 |
2,81 |
4 |
1,61 |
0,4 |
2,30 |
5 |
2 |
0,39 |
0,26 |
6 |
2,39 |
0,39 |
0,26 |
7 |
2,78 |
0,39 |
0,26 |
8 |
3,17 |
0,39 |
0,26 |
9 |
3,56 |
0,39 |
0,26 |
10 |
3,95 |
0,39 |
0,26 |
K=1,2 |
Kstat=1,169 |
||
u [V] |
y [V] |
Ki |
η |
0 |
0,04 |
0 |
- |
1 |
1,21 |
1,17 |
0,1 |
2 |
2,38 |
1,17 |
0,1 |
3 |
3,55 |
1,17 |
0,1 |
4 |
4,72 |
1,17 |
0,1 |
5 |
5,88 |
1,16 |
0,9 |
6 |
7,06 |
1,18 |
1,1 |
7 |
8,22 |
1,16 |
0,9 |
8 |
9,39 |
1,17 |
0,1 |
9 |
10 |
0,61 |
55,9 |
10 |
10 |
0 |
116,9 |
Pogrubione wartości są wskazywane błędnie, ponieważ wartość napięcia wyjściowego jest ograniczona do 10V i np. 9V*1,2=10,8V (jest to więcej niż 10), dlatego też nie bierzemy ich pod uwagę przy wyznaczaniu charakterystyki. Obliczone wartości Ki oraz η również nie są brane pod uwagę.
Rys.2.Charakterystyki wzmacniacza (MAO).
Sporządzenie charakterystyki statycznej członu nieliniowego typu nasycenie.
Wartości Us = 1V oraz 2V.
Wyniki pomiarów:
u [V] |
Us=1V |
Us=2V |
|
y [V] |
y [V] |
0 |
0,07 |
0,07 |
1 |
0,87 |
1,04 |
2 |
1,04 |
1,76 |
3 |
1,11 |
2,00 |
4 |
1,16 |
2,12 |
5 |
1,20 |
2,19 |
6 |
1,23 |
2,25 |
7 |
1,27 |
2,29 |
8 |
1,31 |
2,32 |
9 |
1,34 |
2,35 |
10 |
1,37 |
2,38 |
Rys.3. Charakterystyki członu nieliniowego
Rejestracja charakterystyki skokowej i impulsowej członu dwuinercyjnego z opóźnieniem.
Użyte parametry:
K=1
T0 = 0,4s
T1 = 1,5s
T2 = 0,4 s
Rys.4. Schemat blokowy układu pomiarowego
Rys.5.Charakterystyka skokowa członu dwuinercyjnego
Nie zarejestrowaliśmy podczas zajęć charakterystyki impulsowej.
Wnioski:
Charakterystyka przetwornika C/A karty PCL-818L jest praktycznie liniowa, offset natomiast wynosi 0, nie jest konieczna jego korekcja. Różnice w wartościach z miernika względem nastaw wynikają ze spadku napięć na przewodach doprowadzających oraz z nieidealności przetwornika C/A.
Wskaźnik nieliniowości dla wzmocnienia 0,4 wynosi 2,81%, a dla 1,2 jedynie 1,1% Jest to wynik w pełni zadowalający, tak małą nieliniowość możemy pominąć.
Na charakterystykach członu nielinowego widać, że przy niższej wartości Us nasycenie następuje szybciej.
Na rys. 5. widzimy, że sygnał po wymuszeniu skokowym ustala się na poziomie około 3V, zgodnie z ustawieniem.