POLITECHNIKA LUBELSKA WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI
Laboratorium pomiarów wielkości nieelektrycznych
Imię i nazwisko
Ćwiczenie nr 3

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się oraz wykonanie pomiarów przy użyciu czujników położenia oraz przemieszczeń liniowych i kątowych.

Rys. 1 Schemat blokowy układu demodulatora.

1. Pomiary czujnika transformatorowego bez demodulatora.

Lp.	l[mm]	lw[mm]	U[V]	a	b	ΔU[V]	δU[%]	y=ax+b
1	0,00	9,45	1,497	0,158	-0,003	0,002	0,148	1,495
2	1,00	8,45	1,338			0,002	0,113	1,336
3	2,00	7,45	1,178			0,000	0,032	1,178
4	3,00	6,45	1,019			-0,001	-0,049	1,019
5	4,00	5,45	0,860			-0,001	-0,084	0,861
6	5,00	4,45	0,701			-0,002	-0,125	0,702
7	6,00	3,45	0,542			-0,002	-0,153	0,544
8	7,00	2,45	0,383			-0,003	-0,188	0,385
9	8,00	1,45	0,225			-0,002	-0,156	0,227
10	9,00	0,45	0,067			-0,002	-0,103	0,068
11	9,45	0,00	0,006			0,008	0,566	-0,003
12	9,45	0,00	0,006			0,006	0,738	0,000
13	10,00	-0,55	0,090			0,004	0,527	0,086
14	10,50	-1,05	0,141			-0,023	-2,901	0,164
15	11,00	-1,55	0,246			0,004	0,560	0,242
16	11,50	-2,05	0,323			0,004	0,449	0,319
17	12,00	-2,55	0,401			0,004	0,466	0,397
18	12,50	-3,05	0,478			0,003	0,356	0,475
19	13,00	-3,55	0,555			0,002	0,245	0,553
20	13,50	-4,05	0,631			0,000	0,007	0,631
21	14,00	-4,55	0,708			-0,001	-0,104	0,709
22	14,50	-5,05	0,784	-0,156	0,000	-0,003	-0,342	0,787

Obliczenia dla pomiaru 10:

ΔU  =  U − (a•l_w+b) = 0, 067 − (0,158•0,45−0,003) = −0, 002V

$$\text{δU} = \frac{\text{ΔU}}{U_{\max}} \bullet 100\% = \frac{0,002}{1,497} \bullet 100\% = - 0,103\%$$

Obliczenia błędów odniesione do max zmierzonej wartości:

$$\delta l_{m} = \frac{\Delta l_{\text{gr}}}{l_{\max}} \bullet 100\% = \frac{0,0058}{14,5} \bullet 100\% = 0,069\%$$

$$\delta U_{v} = \frac{\Delta U_{\text{gr}}}{U_{\max}} \bullet 100\% = \frac{0,001}{1,497} \bullet 100\% = 0,0668\%$$

1. Pomiary czujnika transformatorowego z demodulatorem.

Lp.	l[mm]	lw[mm]	U[V]	a	b	ΔU[V]	δU[%]	y=ax+b
1	0,00	9,45	2,385	0,235	-0,017	0,180	7,563	2,205
2	1,00	8,45	2,253			0,283	11,887	1,970
3	2,00	7,45	1,627			-0,107	-4,502	1,734
4	3,00	6,45	1,375			-0,124	-5,210	1,499
5	4,00	5,45	1,121			-0,143	-6,002	1,264
6	5,00	4,45	0,866			-0,163	-6,848	1,029
7	6,00	3,45	0,613			-0,181	-7,576	0,794
8	7,00	2,45	0,359			-0,200	-8,397	0,559
9	8,00	1,45	0,359			0,036	1,495	0,324
10	9,00	0,45	0,245			0,157	6,577	0,089
11	9,45	0,00	0,245			0,263	11,014	-0,017
12	9,45	0,00	0,245			-0,047	4,565	0,292
13	10,00	-0,55	0,050			-0,114	11,199	0,164
14	10,50	-1,05	0,106			0,058	-5,654	0,048
15	11,00	-1,55	-0,019			0,049	-4,778	-0,068
16	11,50	-2,05	-0,144			0,039	-3,864	-0,184
17	12,00	-2,55	-0,270			0,030	-2,929	-0,300
18	12,50	-3,05	-0,396			0,020	-1,985	-0,416
19	13,00	-3,55	-0,521			0,011	-1,051	-0,532
20	13,50	-4,05	-0,546			0,102	-10,000	-0,648
21	14,00	-4,55	-0,771			-0,007	0,709	-0,764
22	14,50	-5,05	-1,021	0,232	0,292	-0,141	13,789	-0,880

Obliczenia dla pomiaru 10:

ΔU  =  U − (a•l_w+b) = 0, 245 − (0,235•0.45−0,017) = 0, 157V

$$\text{δU} = \frac{\text{ΔU}}{U_{\max}} \bullet 100\% = \frac{0,157}{2,358} \bullet 100\% = 6,577\%$$

Obliczenia błędów odniesione do max zmierzonej wartości:

$$\delta l_{m} = \frac{\Delta l_{\text{gr}}}{l_{\max}} \bullet 100\% = \frac{0,0058}{14,5} \bullet 100\% = 0,069\%$$

$$\delta U_{v} = \frac{\Delta U_{\text{gr}}}{U_{\max}} \bullet 100\% = \frac{0,001}{2,358} \bullet 100\% = 0,0424\%$$

1. Wnioski:

Ćwiczenie przebiegło prawidłowo. Niestety nie zdążyliśmy wykonać całości ćwiczenia, gdyż zabrakło nam czasu. Na podstawie otrzymanych wyników pomiarów dla czujnika transformatorowego bez i z demodulatorem. Wyznaczyliśmy w punktach aproksymacji linię prostą y=ax+b metodą regresji liniowej w programie Excel 2013. Przebiegi zaobserwowane na oscyloskopie zostały narysowane i podpisane na protokole, nie są one dokładne, jednak zachowują ogólny kształt otrzymanych przebiegów. Czujnik transformatorowy badany w ćwiczeniu przesuwa fazę sygnału wyjściowego o 180 stopni w stosunku do sygnału na generatorze. Nie jest możliwe znalezienie takiego punktu, w którym napięcie będzie idealnie równe 0, gdyż czujnik nie jest urządzeniem idealnym. Charakterystyki błędów względnych i bezwzględnych pokazują, że wahają się one w określonych przedziałach liczbowych. Wynika to z niedokładności urządzeń pomiarowych, błędów przy odczytach.