Numer grupy 25 b	Imię i nazwisko Wielosik Łukasz Wędrychowicz Rafał Wojtas Wojciech Zabierowski Łukasz
Temat ćwiczenia Własności dynamiczne przetworników pomiarowych pierwszego rzędu.

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie własności dynamicznych przetworników pierwszego w funkcji czasu i częstotliwości oraz wyznaczenie podstawowych parametrów tych przetworników na drodze pomiarowej.

2. Wyznaczenie odpowiedzi skokowej

Pomiar polegał na obserwacji i pomiarze sygnału wyjściowego przetwornika ( napięcie ) RC dla różnych przykładowych nastawień wartości elementów R ( rezystor ) oraz C ( kondensator ). Następnie dla jednej wybranej nastawy elementów pobrane zostały przebiegi: sygnału wejściowego podawanego na wejście przetwornika oraz sygnału z wyjścia badanego przetwornika. i na ich podstawie przeprowadzona została analiza badanego układu.

a) schemat układu pomiarowego

elementy układu

C = 5.1 [nF]

R = 510 [Ω]

wyznaczenie transmitancji układu RC:

;

Dokonujemy transformacji Laplace'a:

CR [ sU₂(s) - U₂(0) ] + U₂(s) = U₁(s) ; U₂(0) = 0

CRsU₂(s) + U₂(s) = U₁(s)

U₂(s)(CRs + 1) = U₁(s)

gdzie

Dla danych R = 510[Ω] oraz C = 5.1[nF] obliczamy T = RC = 510· 5.1·10^-9 = 2.6 ·10^-6 [ s ]

Stała czasowa odczytana z przebiegu T = 2.5 · 10^-6 [ s ]

Po podstawieniu obliczonych zależności otrzymamy postać transmitancji:

=

Na podstawie wykresu odczytano:

T = 2.5 · 10^-6 s

Odpowiedź skokowa badanego układu:

3. Wyznaczenie charakterystyk: amplitudowo - fazowej i fazowo - częstotliwościowej przetwornika

3.0 Rzeczywiste przebiegi charakterystyk:

3.1 Wyznaczanie charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej

a) elementy układu

Wartości elementów. dla których pobrane zostały przebiegi sygnałów

C = 5.1 [nF]

R = 510 [Ω]

b) tabela pomiarowa

f [kHz]	2U1m [V]	2U2m [V]	G(ω)	LmG(ω)=20log G(ω) [dB]
1	6.9	6.9	1	0
5	6.9	6.9	1	0
13.2	6.9	6.7	0.97	-0.26
25	6.9	6.4	0.92	-0.72
40	6.9	5.6	0.81	-1.83
54	6.9	4.96	0.72	-2.85
70	6.9	4.32	0.63	-4.01
87	6.9	3.72	0.54	-5.35
100	6.9	3.4	0.49	-6.19
110	6.9	3.16	0.46	-6.74
130	6.9	2.72	0.39	-8.17
148	6.9	2.44	0.35	-9.12
168	6.9	2.2	0.32	-9.9
187	6.9	2.0	0.29	-10.75
200	6.9	1.88	0.27	-11.37

charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe:

- G=f(ω)

- Lm[dB] = f(ω)

2. Wyznaczanie charakterystyki fazowo-częstotliwościowej

tabela pomiarowa

f [kHz]	lx [μs]	l [μs]	[°]
0.055	0	2.16	-1
10	4	96.8	-14
30	2.6	32.6	-28
50	2	19.2	-37
70	1.9	14.24	-48
90	1.6	11.12	-54
110	1.5	9.12	-59
130	1.28	7.68	-60
150	1.2	6.64	-63
160	1.12	6.24	-63.2
175	1.04	5.68	-63.4
185	1.02	5.4	-64
195	1.02	5.1	-64.2
198	1.01	5	-64.4
200	1	4.8	-64.6

Wartość przesunięcia fazowego między sygnałem wyjściowym a wejściowym obliczona została na podstawie wzoru
[°] .

gdzie l_x - długość odcinka odpowiadająca różnicy faz między obrazami porównywanych napięć.

l - długość odcinka odpowiadająca okresowi napięcia.

Wnioski:

Celem ćwiczenia było dokonanie pomiaru parametrów dynamicznych przetworników pierwszego rzędu. Układem pomiarowym był układ RC o transmitancji operatorowej
. Stałą czasową „T” obliczano analitycznie na podstawie wzoru. Stała czasowa była także odczytywana z ekranu oscyloskopu jako czas po którym odpowiedź na sygnał prostokątny osiągnęła wartość 0.63 wartości skoku. Dla danej pojemności C zmieniając oporność R sygnał wyjściowy odpowiadał tym później im oporność była większa. Dla danej oporności R zwiększając pojemność C zwiększało się tłumienie i odpowiedź ustalała się szybciej. Przetwornik I rzędu w swojej budowie zawiera element rozpraszający energie. którym był rezystor oraz element gromadzący energie - kondensator. Na podstawie pomiarów można stwierdzić. że sygnał wyjściowy jest zniekształcony w porównaniu do sygnału podanego na wejście.

K = 1 - czułość

T = C - stała czasowa

---