Członkowie zespołu: Ilasz Tadeusz i Grybski Ryszard
Wykonał: Ilasz Tadeusz
Nr zespołu: 2	Data wyk. ćw. : 6.04.2000
Prowadzący zajęcia: dr Bronisław Majchrzak
Tytuł ćwiczenia: Pomiar parametrów sygnałów sinusoidalnych metodą próbkowania i cyfrowego przetwarzania.

1.Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z metodą próbkowania i cyfrowego przetwarzania przy pomiarach parametrów sygnałów napięciowych.

2.Spis przyrządów:

1. Częstościomierz C549A;

2. Woltomierz V543

3. Oscyloskop LG03-5020;

4. Generator KZ1118.

3.Schemat pomiarowy:

4.Przebieg pomiarów:

Pomiary zostały przeprowadzone przy pomocy komputera z odpowiednim oprogramowaniem. Napięcie mierzone o częstotliwości 50 Hz było próbkowane z częstotliwością Ts = 12198 próbek/sekundę i kwantowane w dwunastobitowym przetworniku a/c. Wartości cyfrowe próbek, których maksymalna liczba Nmax = 500, były wpisane do pamięci komputera. Komputer obliczał wartość średnią, skuteczną napięcia, wyszukiwał wartości ekstremalne próbek, sporządzał histogram wyników.

Dobór parametrów polegał na ustaleniu częstotliwości i okna czasowego próbkowania Tw. Dla raz spróbkowanego zapamiętanego sygnału można uzyskać wyniki dla różnej wartości okna czasowego poprzez uwzględnienie na analizie różnej liczby próbek.

6.Wyniki pomiarów:

Ilość próbek	Okno czasowe	Próbkowana część okresu	Dane wzorcowe	Wartości zmierzone	Błąd względny
			Składowa stała	Składowa stała
	[ms]	[%]	[V]	[V]	[%]
256	20,48	102,4	0,004	0,0094	135
253	20,24	101,2	0,004	-0,019	573
250	20,00	100	0,004	-0,0455	1237
240	19,20	99	0,004	-0,1185	3062
225	18,00	90	0,004	-0,1691	4327
216	17,28	86,4	0,004	-0,1591	4077
164	13,12	65,6	0,004	0,6150	15275
128	10,24	51,2	0,004	1,7010	42425

Ilość próbek	Okno czasowe	Próbkowana część okresu	Dane wzorcowe	Wartości zmierzone	Błąd względny
			Składowa zmienna	Składowa zmienna
	[ms]	[%]	[V]	[V]	[%]
256	20,48	102,4	2,549	2,550	0,03
253	20,24	101,2	2,549	2,551	0,08
250	20,00	100	2,549	2,555	0,20
240	19,20	99	2,549	2,584	1,37
225	18,00	90	2,549	2,660	4,70
216	17,28	86,4	2,549	2,720	6,62
164	13,12	65,6	2,549	2,71	6,27
128	10,24	51,2	2,549	2,53	0,78

błąd względny

wartość zmierzona

wartość wzorcowa

np.

Tg - okres sygnału badanego

Ts - okres próbkowania

Tw - okno czasowe

fg - częstotliwość sygnału badanego

fs - częstotliwość próbkowania

N - ilość próbek w oknie czasowym

fg = 50 [Hz] Tg = 20 [ms]

fs = 12198 próbek/sekundę Ts = 0,08 [ms]

.

Aby spróbkować jeden okres

Tw = N * Ts

np.

Tw = 256 * 0,08 = 20,48 [ms]

Wnioski:

1. Wartość skuteczną napięcia zmiennego możemy zmierzyć woltomierzem napięcia stałego wyposażonym w przetwornik napięcia zmiennego na stałe lub metodą próbkowania i kwantowania sygnału analogowego, która polega na pobieraniu próbek chwilowych wartości wielkości ciągłej w wybranych chwilach czasu.

2. Błąd określenia wartości mierzonych metodą próbkowania w znacznym stopniu zależy od szerokości okna czasowego. Im wartość tego okna bliższa jest wartości okresu przebiegu mierzonego lub jego wielokrotności tym pomiary są dokładniejsze.

3. Najdokładniejszy wynik pomiarów otrzymałem gdy próbkowałem nieco więcej niż jeden okres, ponieważ na dokładność ma również wpływ liczba próbek w oknie czasowym. Powinna ona wynosić 2ⁿ, gdzie n = 1, 2, 3... . Ponieważ maksymalna liczba próbek w oknie czasowym wynosi 500, spróbkowałem dany okres liczbą próbek od 128 do 256.

Woltomierz

cyfrowy

Oscyloskop

Częstościomierz

Monitor

IBM

PC

Generator sygnału

Karta przetwornika a/c

---