Wydział Elektryczny

Kierunek Elektrotechnika

Rok.ak. 1998/99

Sem.IV

Studia dzienne inżynierskie

LABORATORIUM

AUTOMATYCZNYCH UKŁADÓW POMIAROWYCH

Regulacja nadążna.

Grupa 2, Sekcja 5

Słonka Dariusz

Pielasa Grzegorz

Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy i właściwości tranzystorów polowych (unipolarnych)i zdjęcie charakterystyk przejściowych i wyjściowych.

Układ pomiarowy :

Prostownik jednopołówkowy

Obliczenia:

Obliczenie współczynników modelu liniowego (prostownika) metodą regresji:

;

gdzie:

;
;

x=U_we=U1; y=U_wy=U2

Błąd nieliniowości modelu:

δ = y - y

Błąd średniokwadratowy:

Błąd średniokwadratowy dla prostownika wynosi: 0,01[V].

• prostownik (dla 50Hz) δ_max = 0.19[V]

• prostownik (dla 5kHz) δ_max = 0.18[V]

1. Pomiar napięcia wejściowego i wyjściowego przy częstotliwości 50 Hz. (R₀=10kΩ)

Ze wzoru na regresję liniową mamy: y = 0.36x-0.2

Lp.	U1	U2	y	δ	yi-y	(yi-y)^2
-	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]*10^-4
1	0,5	0,05	-0,02	-0,07	0,07	49
2	1	0,192	0,16	-0,032	0,032	10,24
3	1,5	0,35	0,34	-0,01	0,01	1
4	2	0,544	0,52	-0,024	0,024	5,76
5	2,5	0,685	0,7	0,015	-0,015	2,25
6	3	0,851	0,88	0,029	-0,029	8,41
7	3,5	1,030	1,06	0,03	-0,03	9
8	4	1,190	1,24	0,05	-0,05	25
9	4,5	1,360	1,42	0,06	-0,06	36
10	5	1,530	1,6	0,07	-0,07	49
11	5,5	1,735	1,78	0,045	-0,045	20,25
12	6	1,893	1,96	0,067	-0,067	44,89
13	6,5	2,080	2,14	0,06	-0,06	36
14	7	2,265	2,32	0,055	-0,055	30,25
15	7,5	2,440	2,5	0,06	-0,1	100
16	8	2,624	2,68	0,056	-0,056	231,36
17	9	2,990	3,04	0,05	-0,05	25
18	9,5	3,190	3,22	0,03	-0,03	9
19	10	3,380	3,4	0,02	-0,02	4
20	11	3,870	3,76	-0,11	0,11	121
21	11,5	4,130	3,94	-0,19	0,19	361

2) Pomiar napięcia wejściowego i wyjściowego przy częstotliwości 50 kHz ( R₀=10kΩ)

Ze wzoru na regresję liniową mamy: y = = 0,35x-0,19

Lp.	U1	U2	Y	δ	yi-y	(yi-y)^2
-	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]
1	0,5	0,0600	-0,015	-0,075	0,075	0,005625
2	1	0,1942	0,16	-0,0342	0,0342	0,00117
3	1,5	0,3100	0,335	0,025	-0,025	0,000625
4	2	0,4906	0,51	0,0194	-0,0194	0,000376
5	2,5	0,7189	0,685	-0,0339	0,0339	0,001149
6	3	0,8926	0,86	-0,0326	0,0326	0,001063
7	3,5	1,0552	1,035	-0,0202	0,0202	0,000408
8	4	1,184	1,21	0,026	-0,026	0,000676
9	4,5	1,356	1,385	0,029	-0,029	0,000841
10	5	1,500	1,56	0,06	-0,06	0,0036
11	6	1,848	1,91	0,062	-0,062	0,003844
12	7	2,216	2,26	0,044	-0,044	0,001936
13	8	2,571	2,61	0,039	-0,039	0,001521
14	9	2,898	2,96	0,062	-0,062	0,003844
15	10	3,256	3,31	0,054	-0,054	0,002916
16	11	3,728	3,66	-0,068	0,068	0,004624
17	11,5	4,015	3,835	-0,18	0,18	0,0324

2. Pomiar wpływu częstotliwości na wartość napięcia wyjściowego w zakresie 10Hz - 100kHz, przy stałej wartości napięcia wejściowego (R₀=10kΩ)

Ze wzoru na regresję liniową mamy: y -2,26*10^-5x+1,83

Lp.	fwe	U2	δ
-	[kHz]	[V]	[V]
1	0,01	1,920	-2,1065
2	0,05	1,910	-2,0825
3	0,1	1,903	-2,058
4	1	1,922	-1,762
5	5	1,875	-0,315
6	8	1,800	0,81
7	10	1,738	1,572
8	20	1,235	5,575
9	30	0,901	9,409
10	40	0,588	13,222
11	50	0,362	16,948
12	60	0,231	20,579
13	80	0,102	27,708
14	100	0,0411	34,7689

Na podstawie pomiarów wykreślono charakterystyki i wysunięto następujące wnioski:

Z obliczeń wynika, że błąd nieliniowości badanego przez nas przetwornika ma wartość wynoszącą 0,19[V]i 0,18[V],co uwidocznione jest także na charakterystyce kolorem x tzn. naniesione są :charakterystyka rzeczywista i charakterystyka nominalna(liniowa) i zaznaczony maksymalny błąd nieliniowości.

Obliczono także czułość przetwornika jako stosunek przyrostu wielkości wyjściowej do przyrostu wielkości wejściowej i wyniosła:

S= 0,34.

Podana czułość określa także nachylenie charakterystyki.

Równanie przetwornika liniowego można także zapisać w postaci:

Y=Y _min +S(X-X _min) i wyniosło ono:

Y = 0,34x - 0,12 (dla f = 50Hz)

Y = 0,34x - 0,11 (dla f = 5kHz)

Niedokładności wynikły z niemożności dokładnego odczytania Y _min i X _min

z wykresu (po zagęszczeniu podziałki wykres byłby mało czytelny.) Dodatkowo błąd pobudliwości wyniósł około 50Hz . Dodatkowo zamieszczono wykresy napięcia wyjściowego zaobserwowane na oscyloskopie.

---