Metrologia – laboratorium
Temat: Własności dynamiczne przetworników pomiarowych II-go rzędu.
Skład grupy:
1.
Grupa laboratoryjna:
2
Grupa dziekanatowa:
1
Data wykonania ćwiczenia:
15.03.2019r.
Ocena:
Cel ćwiczenia.
Przedstawienie parametrów opisujących własności dynamiczne przetworników oraz ich wyznaczanie na podstawie badania członu RLC będącego analogią przetwornika II-go rzędu.
1. Ćwiczenie 1. – Wyznaczanie odpowiedzi przetwornika II-go rzędu RLC na wymuszenie skokowe.
Schemat stanowiska pomiarowego:
Transmitancja układu:
R∙i+L∙didt+U2=U1i=C∙dU2dt
R∙I(s)+L∙I(s)∙s+U2(s)=U1(s)I(s)=C∙U2(s)∙s
C∙U2s∙s∙R+L∙C∙U2s∙s∙s+U2s=U1(s)
U2sC∙s∙R+L∙C∙s∙s+1=U1(s)
Gs=U2(s)U1(s)=1L∙C∙s2+R∙C∙s+1
Gdzie:1C∙L=ωo oraz R2∙CL=ξ
Gs=s∙ωo2s2+2∙ξ∙ωo∙s+ωo2
Wzory użyte do obliczeń:
ξteor.=R2∙CL-współczynnik tłumienia względnego teoretyczna,
ω0teor.=1C∙L-pulsacja drgań własnych teoretyczna.
Wartość indukcyjności cewki: L=33mH
ω1=2∙πτ- pulsacja drgań tłumionych.
δ=lnA1A2-logarytmiczny dekrement tłumienia
ξ=11+2πδ2- względny współczynnik tłumienia
ω0=ω11-ξ2-pulsacja drgań własnych,
Tabela pomiarowa:
R
[kΩ]
C
nF
∆ym
V
ytu
[V]
tu
[μs]
τ
ξ
ω11s
ω01s
ξteor.
ω0teor.1s
0,47
2,36
3
464
34
0,05
184799,57
185262,72
0,04
174077,66
Wnioski do ćwiczenia 1:
Na zajęciach badaliśmy własności dynamiczne układów pomiarowych II-rzędu. Omawiane własności to:
czułość S , pulsacja drgań swobodnych ω0 i współczynnik tłumienia względnego ξ .
Widoczna jest niewielka różnica w wynikach teoretycznych i tych uzyskanych na podstawie doświadczeń. Obliczenia teoretyczne uwzględniają tylko i wyłącznie parametry elementów układu, czyli kondensatora, cewki oraz opornika. Dane uzyskane na drodze doświadczalnej są większe dla tłumienia oraz mniejsze dla pulsacji, jednak nieznacznie. W teoretycznym modelu nie zostały uwzględnione takie parametry jak: opór przewodów, opór wewnętrzny oscyloskopu, błąd pomiarowy, pojemność płytek drukowanych, indukcyjność przewodów .
Ćwiczenie 2. – Wyznaczanie charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej przetwornika RLC.
K=UwyjUwej [-]
L=20∙logK [dB]
L.p.
f [kHz]
Uwej [V]
Uwyj [V]
τ [μs]
K -
L [dB]
0,076
3,16
0
26,8
1,44
11,8
...
raciu68