Metrologia

Własności dynamiczne przetworników
pierwszego rzędu

Paweł Król

Dawid Maślankiewicz

Wojciech Musiał

WIMiR, gr. 24, zespół 6

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie własności dynamicznych przetworników pierwszego rzędu, czyli układu prądowego RC, który jest odpowiednikiem tego typu przetwornika, w funkcji czasu i częstotliwości oraz wyznaczenie podstawowych parametrów tych przetworników na drodze pomiarowej.

2. Schemat stanowiska pomiarowego:

3. Transmitancja układu:

-Wyprowadzenie transmitancji układu RC:

gdzie:

K = 1 - czułość przetwornika

T =
- stała czasowa Dla układu
:

4. Wyznaczanie charakterystyk odpowiedzi skokowej:
   
   Funkcja wyjściowa:

Stałą czasową (T) układu pomiarowego wyznaczyliśmy również na podstawie pomiarów. Wyniki są umieszczone w tabelce:

R[ohm]

C[nF]

ρT[s]

2200,00

1,00

2,40

2,20

0,20

9,090909091

2200,00

5,10

11,60

11,22

0,38

3,386809269

2200,00

50,00

116,00

110,00

6,00

5,454545455

500,00

5,10

2,80

2,55

0,25

9,803921569

10200,00

5,10

53,20

52,02

1,18

2,268358324

Tabela: wyniki pomiarów oraz obliczenia dla odpowiedzi skokowej

Pomiary stałej czasowej T przeprowadzaliśmy licząc czas, w jaki charakterystyka skokowa osiągnie 0.67 wartości ustalonej.

5. Charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa:

a) Charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa
- teoretyczna, przedstawiona za pomocą transmitancji widmowej:

=>

-na podstawie pomiarów:

2,500	15700,000	4,196
6,000	37680,000	4,576
8,600	54008,000	4,732
10,100	63428,000	4,802
13,000	81640,000	4,912	6,400	9,000	0,711	-2,961
16,500	103620,000	5,015
20,200	126856,000	5,103
24,000	150720,000	5,178
38,000	238640,000	5,378
103,400	649352,000	5,812
152,000	954560,000	5,980

6. Charakterystyka fazowo-częstotliwościowa

a) Charakterystyka fazowo-częstotliwościowa

- teoretyczna (za pomocą transmitancji widmowej)

- eksperymentalna (dane z oscyloskopu)

			T	t
2,500	15700,000	4,196	400,000	18,000	0,283	16,192
6,000	37680,000	4,576	176,000	15,200	0,542	31,075
8,600	54008,000	4,732	115,000	12,800	0,699	40,049
10,100	63428,000	4,802	99,500	11,200	0,707	40,502
13,000	81640,000	4,912	76,000	10,400	0,859	49,238
16,500	103620,000	5,015	61,600	8,880	0,905	51,870
20,200	126856,000	5,103	50,000	8,800	1,105	63,328
24,000	150720,000	5,178	41,600	7,600	1,147	65,736
38,000	238640,000	5,378	26,400	5,800	1,380	79,051
103,400	649352,000	5,812	9,680	2,340	1,518	86,981
152,000	954560,000	5,980	6,200	1,500	1,519	87,053

b) Wykresy:

-teoretyczny

-doświadczalny

7. Wnioski

Przedmiotem badań był przetwornik pierwszego rzędu zbudowany z elementów RC.

W przypadku badań odpowiedzi skokowej wychodziły wyniki podobne przy liczeniu dwoma różnymi metodami.

W przypadku logarytmicznej charakterystyki fazowo-częstotliwościowej krzywa na wykresie ukształtowana na podstawie pomiarów odpowiada wykresowi teoretycznemu. Nasz wykres ma charakterystyczne cechy wykresów tej charakterystyki:

• przy
  dążącej do
  wartość przesunięcia fazowego dąży do
  

• dla małej wartości
  przesunięcie fazowe jest niewielkie.

---