Politechnika Świętokrzyska Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn |
Skład zespołu: 1. Kwiecień Mateusz 2. Ludew Dominik 3. Kowalczyk Bartłomiej |
Kierunek: Automatyka i Robotyka Rok studiów: II sem: III Ocena: |
---|---|---|
LABORATORIUM TEORII SYGNAŁÓW I SYSTEMÓW | ||
Data wyk. 17.11.2013 Data oddania. 18.11.2013 Prowadzący: mgr inż. Marek Cabaj |
Nr ćwiczenia: 1 Temat: Pomiar podstawowch parametrów okresowych sygnałów elektrycznych |
I. Cel ćwiczenia:
Przy pomocy oscyloskopu zmierzyć parametry dwóch różnych sygnałów napięciowych w układzie elektronicznym. Wartość średnią napięcia (składową stałą sygnału) zmierzyć multimetrem. Zmierzyć multimetrem częstotliwość sygnału i porównywać z wartością wyliczoną z pomiarów oscyloskopowych.
Ustawić częstotliwość generatora funkcyjnego fG=200kHz. Przy pomocy oscyloskopu dobrać poziom napięcia wyjściowego sinusoidalnego tak, aby jego amplituda była równa 5V. Zmierzyć multimetrem napięcie skuteczne na wyjściu generatora dla sygnału wyjściowego o kształcie:
sinusoidalny
trójkątny
prostokątny
II. Szkic oscylogramu sygnału badanego w punkcie 1, tabela z wynikami pomiarów i obliczenia:
Szkic sygnału:
Tabela pomiarowa:
Nazwa parametru | Symbol | Sonda | Zakres | Odczyt działek |
Wartość parametru | Jednostka | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Napięcie maksymalne | Umax | 1 | 2 | 1 | 2 | V |
Napięcie minimalne | Umin | 1 | 2 | 4 | 8 | V | |
Napięcia międzyszczytowe | Uss | 1 | 2 | 5 | 10 | VPP | |
Okres sygnału | T | - | 1 | 4,8 | 4,8 | ms | |
|
Częstotliwość | f | - | - | - | 208 | Hz |
Pulsacja | ω | - | - | - | 1306 | rd/s | |
|
Składowa stała sygnału | U0 | - | - | - | 2,88 | V |
Częstotliwość | f | - | - | - | 210 | Hz |
Obliczenia
$$f = \frac{1}{T} = \frac{1}{4,8} = 208\ \lbrack Hz\rbrack$$
ω=2πf=2·3,14·208=1306 [rd/s]
III. Tabela z wynikami pomiarów, obliczenia
Parametr | Kształt sygnału |
---|---|
sinusoidalny | |
Napięcie skuteczne – pomiar multimetrem | V |
Opis matematyczny sygnału | - |
Wyliczona wartość napięcia skutecznego | V |
Względny błąd w % | % |
Obliczenia:
sinusoidalny
U=$\sqrt{\frac{1}{T} \bullet \int_{- \frac{T}{2}}^{\frac{T}{2}}{\left( A \bullet sin\left( \frac{2 \bullet \pi \bullet f}{T} \right) \right)^{2}\text{dt}}}$ = 3,54
U=3,54 [V]
δ = 0, 011 = 1, 1%
prostokątny
U=5 [V]
δ = 0, 153 = 15, 3%
trójkątny
U= 2,8 [V]
δ = 0, 077 = 7, 7%
Napięcie skuteczne-pomiar multimetrem [V] | Wyliczona wartość napięcia skutecznego [V] | |
---|---|---|
Sygnał sinusoidealny | 3,5 | 3,54 |
Sygnał trójkątny | 2,6 | 2,8 |
Sygnał prostokątny | 5,9 | 5 |
IV. Wnioski
Błędy jakie wystąpiły na podstawie pomiarów oraz obliczeń mogą być spowodowane złym ustawieniem parametrów takich jak kalibracja przed rozpoczęciem pomiarów. Na błędy pomiarowe duży wpływ stan urządzeń i długość ich eksploatowania. Przy błędach pomiarowych trzeba również brać pod uwagę czynnik ludzki, czyli błąd odczytu parametrów z oscyloskopu. Udostępniony multimetr cyfrowy mierzy tylko dokładne napięcie dla sygnału sinusoidalnego.