PODSTAWY METROLOGII - LABORATORIUM

WYDZIAŁ: BMiZ

Data wykonania ćwiczenia: 10.12.2012r.

WSTĘP TEORETYCZNY:

Komparator- porównuje napięcia (lub prądy) przyłożone do wejść, a na wyjściu podaje sygnał zależny od tego, który z sygnałów wejściowych jest większy.

Spirala Archimedesa- to krzywa we współrzędnych biegunowych o równaniu: 

r = a * φ 
x=r * cosφ 
y=r * sinφ, gdzie: r- promień, a- parametr, φ –kąt.

Przetwornik elektryczny- element, który w sposób jednoznaczny odwzorowuje sygnał fizyczny lub chemiczny x określony w zbiorze X na sygnał elektryczny y określony w zbiorze wartości Y. Funkcja y=f(x), nazywana funkcją przetwarzania przetwornika, musi być funkcją ciągłą i ściśle monotoniczną w całym zakresie określoności x X. Przetworniki dzielimy na:

• rezystancyjne (wykorzystują zmianę rezystancji metali i półprzewodników pod wpływem temperatury)

  • potencjometryczne (rezystory suwakowe umożliwiają przetworzenie przemieszczenia liniowego lub kątowego suwaka na odpowiednią wartość rezystancji lub napięcia)

  • tensometryczne (w nich wykorzystuje się zmianę rezystancji przewodnika prądu w stosunku do zmian jego wymiarów geometrycznych spowodowanych nieprężeniami mechanicznymi)

• pojemnościowe (powinny zmieniać swoją pojemność pod wpływem mierzonej wielkości nieelektrycznej X; na pojemność można wpłynąć zmieniając 3 parametry: odległość d między elektrodami, powierzchnie czynną elektrod oraz wypadkową przenikalność elektryczną)

• indukcyjne (pracują na zasadzie zmiany indukcyjności własnej L lub wzajemnej M pod wpływem wielkości nieelektrycznej X, np. mechanicznej)

• inkrementalne (liniały lub tarcze z naniesionymi w sposób periodyczny strafami, na przemian aktywnymi i pasywnymi)

• kodowe (kwantowi przemieszczenia jest przyporządkowana liczba binarna,

W warunkach statycznych ważne są następujące parametry:

• Czułość- pochodna funkcji przenoszenia względem mierzonej wielkości nieelektrycznej x :

$$S_{x} = \frac{\text{df}}{\text{dx}} \approx \frac{Y}{X}$$

• Stała przetwornika- odwrotność czułości

• Błąd nieliniowości- maksymalne odchylenie rzeczywistej charakterystyki przetwarzania od charakterystyki idealnej mającej postać linii prostej, występuje w zakresie pomiarowym.

• Histereza pomiarowa- błąd odwracalności charakteryzujący się różnicą wskazań przetwornika, gdy tę samą wartość wielkości mierzonej osiąga się przy zwiększaniu wartości wielkości wejściowej i przy jej zmniejszaniu.

• Błąd histerezy- różnica wartości mierzonej wielkości, przy czym każda z tych wartości odpowiada jednakowemu wskazaniu otrzymanemu raz przy zwiększaniu, a drugi raz przy zmniejszaniu sygnały.

błąd histerezy = (Y₂-Y₁)/(Y_max-Y_min)

• Identyfikacja funkcji przetwarzania- do jej aproksymacji używa się funkcji wykładniczej, logarytmicznej, liniowej lub wielomianowej. Błąd aproksymacji jest mniejszy im większa będzie liczba punktów pomiarowych i będą rozłożone równomiernie.