METROLOGIA - SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Prowadzący: dr inż. Marcin Maślanka Rok akademicki 2008/2009, semestr letni
Skład zespołu Idzikowski Dominik, Jazgara Marcin, Rdzanek Marcin, Referda Łukasz. Roemer Jakub	Grupa / zespół / nr ćw. 18 / 2 / 5
Temat ćwiczenia Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

1. Cele ćwiczenia laboratoryjnego:

Celem ćwiczenia jest poznanie własności dynamicznych przetworników pierwszego

rzędu w dziedzinie czasu i częstotliwości oraz wyznaczanie podstawowych parametrów tych przetworników na drodze pomiarowej. W ćwiczeniu był badany człon elektryczny RC, który jest analogią przetwornika pierwszego rzędu.

2. Schemat stanowiska pomiarowego:

Równanie opisujące układ przedstawiający na rysunku dla zerowych warunków początkowych na postać

Transmitancja operatorowa przetwornika
, gdzie stała czasowa T jest równa

3. Wykaz przyrządów.

L.p.	Nazwa	Typ	Dane techniczne
1	Genarator	POF10	_
2	Oscyloskop	3502C	_
3	Rezystor	_	51 kΩ;
4	Kondensator	_	680nF ; 100nF

4. Wyznaczanie odpowiedzi skokowej.

C[nF]	R[ ]	T[ ]	S[s]	Tobl [ ]
680	510	370	1	347
100	510	60	1	51




Rys1. Odpowiedź skokowa elementu pierwszego rzędu dla R=510[Ω] i C=680[nF]

Jak widać na wykresie odpowiedzi skokowe teoretyczna i rzeczywista nieznacznie się od siebie różnią. Spowodowane to jest niedokładnością odczytu stałej czasowe T z oscyloskopu.

5.Wpływ wartości skoku na przebieg odpowiedzi skokowej.

C[nF]	R[ ]	U1[V]	S[s]	T [ ]
680	510	1	1	370
680	510	2	1	410




Rys.2 Odpowiedzi skokowe dla dwóch różnych wartości skoku.

Wraz ze wzrostem wartości skoku wzrasta również stała czasowa układu, a co za tym idzie, zgodnie ze wzorem
maleje szerokość pasma przenoszonych przez przetwornik częstotliwości.

6. Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych: amplitudowej i fazowej.

Lp.	f[kHz]	log f	2U1m [V]	2U2m [V]	G(ω)=2U2m/2U1m	LmG(ω)=20log G(ω)[dB]
1	0,06	1,78	4	4	1	0
2	0,08	1,9	4	3,9	0,975	-0,22
3	0,1	2	4	3,8	0,95	-0,446
4	0,2	2,3	4	3,6	0,9	-0,915
5	0,4	2,6	4	3	0,75	-2,499
6	0,6	2,78	4	2,2	0,55	-5,19
7	0,8	2,9	4	1,8	0,45	-6,94
8	2	3,3	4	1,8	0,45	-6,94
9	4	3,6	4	0,8	0,2	-13,98
10	6	3,78	4	0,44	0,11	-19,17
11	8	3,9	4	0,22	0,055	-25,19
12	10	4	4	0,18	0,045	-26,94

Tabela pomiarów przy wyznaczaniu charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej




Odczytujemy wartości y_o oraz y_m i obliczamy kąt fazowy z zależności:




Lp.	f[Hz]
1	20	1,3	0,1	1	-0,1
2	30	1,48	0,13	1	-0,13
3	40	1,6	0,15	1	-0,15
4	50	1,7	0,17	1	-0,17
5	60	1,78	0,2	1	-0,2
6	80	1,9	0,25	1	-0,25
7	100	2	0,28	1	-0,28
8	125	2,1	0,30	1	-0,30
9	150	2,18	0,33	1	-0,34
10	175	2,24	0,36	1	-0,37
11	200	2,3	0,43	1	-0,44

Tabela pomiarów przy wyznaczaniu charakterystyki fazowo-częstotliwościowej

a)




dB

f[rad/s]

b)




deg

f[rad/s]

Rys.3 Charakterystyka logarytmiczna rzeczywista układu pierwszego rzędu:

a-amplitudowa, b- fazowa.




Rys.4 Charakterystyki logarytmiczne teoretyczne układu pierwszego rzędu: amplitudowa i fazowa

Zarówno wykres charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej jak i fazowo częstotliwościowy w widoczny sposób odbiegają od wykresu szkieletowego. Spowodowane jest to niedokładnością odczytów z oscyloskopu, a w przypadku charakterystyki fazowej zbyt małym zakresem zbadanych częstotliwości uniemożliwiającym nam odtworzenie dokładnego przebiegu.

Obliczenie f_g :













6

---