| AGH | WIMiR | Grupa: 3 | Damian Kaproń, Karol Jarosiński, Maciej Jurczak, Wojciech Jarecki, Wojciech Janowski | 26.11.2012 |
|---|---|---|---|---|
| Metrologia i techniki pomiarowe | ||||
| Temat ćwiczenia | Własności dynamiczne przetworników pomiarowych drugiego rzędu | |||
Prowadzący: |
Data: | Ocena: | Podpis: |
1.CEL ĆWICZENIA.
Celem ćwiczenia jest poznanie własności dynamicznych przetworników drugiego
rzędu w dziedzinie czasu i częstotliwości oraz wyznaczanie podstawowych parametrów
tych przetworników na drodze pomiarowej. W ćwiczeniu będzie badany człon elektryczny
RLC, który jest analogią przetwornika oscylacyjnego drugiego rzędu.
2. Stanowisko pomiarowe:
I. Wyznaczanie odpowiedzi skokowej przetwornika oscylacyjnego RLC.
Tabelka z pomiarami :
| R [kΩ] | C [nF] | Y(tu) | Ym | τ | tu | ξobl | ξzm | ω0[1/s] | ω1[1/s] | ω0p[1/s] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2,2 | 5,1 | 2,6V | 2,12V | 220us | 968 us | 0,16 | 0,05 | 29390,2 | 28559,9 | 28932,6 |
| 0,5 | 5,1 | 4,16V | 3,6V | 212us | 3,46ms | 0,03 | 0,03 | 29390,2 | 29390,2 | 29637,7 |
| 2,2 | 50 | 4,16V | 0,8V | ----- | 300us | 0,5 | 0,5 | 9386,5 | -------- | --------- |
| 2,2 | 1 | 4,16V | 1,84V | 33,6us | 460us | 0,07 | 0,24 | 66372,3 | 186999,6 | 186999,6 |
L=227 [mH]
A=4,16A
S=1
ω0p - Pulsacja drgań własnych, ω1- Pulsacja drgań tłumionych
Wnioski :
Przetworniki II rzędu różnią się budową w stosunku przetworników I rzędu, gdyż zawierają w swojej budowie dodatkowo cewkę. Własnościami dynamicznymi tych układów są : czułość S , pulsację drgań swobodnych ω0 i współczynnik tłumienia względnego ξ . Wskutek dobranych wartości parametrów R, L i C przetwornik miał charakter oscylacyjny. Tutaj również zauważamy różnice, i to dosyć znaczne, pomiędzy obliczeniami analitycznymi a zmierzonymi. Czynnikiem wpływającym na niedokładność może być również niedokładny odczyt danych z oscyloskopu.
Wraz ze spadkiem rezystancji zauważamy spadek tłumienia oraz nie wielki wzrost pulsacji drgań.
Wraz ze spadkiem pojemności kondensatora zauważamy spadek tłumienia.
II. Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych: amplitudowej i fazowej.
Charakterystyka częstotliwościowo-fazowa na podstawie pomiarów:
| f[Hz] | Uwej [V] | Uwyj [V] | φ[rad] | φ[deg] |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 2000 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 3250 | 1 | 1,44 | 0,071489 | -25,7362 |
| 4004 | 1 | 2 | 0,121265 | -43,6553 |
| 4730 | 1 | 2,36 | 0,2336 | -84,0961 |
| 5280 | 1 | 2 | 0,310215 | -111,677 |
| 5760 | 1 | 1,5 | 0,376659 | -135,597 |
| 6530 | 1 | 1 | 0,440804 | -158,689 |
| 10000 | 1 | 0,56 | 0,523599 | -188,496 |
2. Amplitudowo-częstotliwościowa:
| Uwej [V] | Uwyj [V] | f[Hz] | 20log(2Uwej/2Uwyj) |
|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 100 | 0 |
| 1 | 1 | 2000 | 0 |
| 1 | 1,44 | 3250 | 3,167249842 |
| 1 | 2 | 4004 | 6,020599913 |
| 1 | 2,36 | 4730 | 7,458240059 |
| 1 | 2 | 5280 | 6,020599913 |
| 1 | 1,5 | 5760 | 3,521825181 |
| 1 | 1 | 6530 | 0 |
| 1 | 0,56 | 10000 | -5,03623946 |
Wnioski :
Jak widać charakterystyki różnią się od idealnych. Gdy jednak sprawdzimy przebiegi dla tych samych parametrów to widać ze błędy są nieznaczne wynikające z wyżej wymienionych powodów. Czynnikiem wpływającym na niedokładność może być również niedokładny odczyt danych z oscyloskopu, jednak nie ma to aż tak dużego wpływu gdyż widać ze przebiegi są charakterystyczne dla badanych przetworników.