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.
Schemat stanowiska pomiarowego:
Transmitancja układu:
-Wyprowadzenie transmitancji układu RC:
s
A
s
X
s
X
s
G
s
Y
s
T
K
s
U
s
U
s
G
s
R
C
s
U
s
U
s
G
s
U
R
s
C
s
U
s
U
s
U
R
s
s
U
C
s
s
U
C
s
I
s
U
s
U
R
s
I
dt
dU
C
i
U
U
iR
we
wy
we
wy
we
wy
we
wy
wy
wy
we
wy
wy
we
wy
)
(
)
(
)
(
)
(
1
)
(
)
(
)
(
1
1
)
(
)
(
)
(
)
(
)
1
)(
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
AUTOMATYKA I POMIAR WIELKOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH
Wydział Energetyki i Paliw, Technologia Chemiczna
Imię i Nazwisko
Nr grupy
Nr zespołu
Data wykonania
Data oddania
Bernacik Natalia
Błaszczyk Alicja
Chałubińska Magdalena
Domagała Aleksandra
Drzał Paulina
I
I
01.0.2015r.
08.06.2015r.
Własności dynamiczne przetworników I rzędu
)
1
(
)
(
/ T
t
e
K
A
t
y
AK
e
K
A
T
y
63
,
0
)
1
(
)
(
1
Wyznaczanie odpowiedzi skokowej obwodu elektrycznego RC(układ I rzędu)
Stałą czasową (T) układu pomiarowego wyznaczyliśmy na podstawie pomiarów. Wyniki są
umieszczone w tabelce:
R[
Ω]
C[
µF]
]
[ms
T
mierz
]
[ms
C
R
T
obl
=
𝑇
𝑚𝑖𝑒𝑟𝑧
−𝑇
𝑜𝑏𝑙
𝑇
𝑜𝑏𝑙
100% [%]
1000
4,7
10
-3
5,2
10
-3
4,7
10
-3
10,6
470
4,7
10
-3
2,4
10
-3
2,209
10
-3
8,6
5600
4,7
10
-3
28
10
-3
26,32
10
-3
6,4
1000
1
10
-3
1,08
10
-3
1
10
-3
8,0
1000
47
10
-3
52,8
10
-3
47
10
-3
12,3
Pomiary stałej czasowej T przeprowadzaliśmy licząc czas, w jaki charakterystyka skokowa
osiągnie 0.63 wartości ustalonej.
Charakterystyki częstotliwościowe obwodu elektrycznego RC(układ I rzędu)
we
wy
U
U
K
;
K
L
log
20
;
360
T
t
f [kHz] U
we
[V] U
wy
[V]
T [μs]
t [μs]
K
L [dB]
φ [
˚]
0,02
1,96
1,96
0,0 47200,0
1,0000
0,0000
0,0000
6,4
1,96
1,92
0,0
157,0
0,9796
-0,1791
0,0000
11,91
1,96
1,80
6,0
84,0
0,9184
-0,7397
-25,7143
20,57
1,96
1,60
4,8
48,8
0,8163
-1,7627
-35,4098
25,5
1,94
1,50
4,9
39,6
0,7732
-2,2342
-44,3636
29,1
1,94
1,40
4,6
34,0
0,7216
-2,8335
-48,7059
33,7
1,92
1,30
4,4
29,8
0,6771
-3,3872
-53,1544
38,8
1,88
1,20
3,8
25,8
0,6383
-3,8995
-53,5814
45,1
1,90
1,10
3,5
22,3
0,5789
-4,7472
-56,5022
51,8
1,90
1,00
3,1
19,3
0,5263
-5,5751
-57,8238
61,2
1,90
0,90
3,0
16,4
0,4737
-6,4902
-64,9756
Charakterystyka amplitudowo - częstotliwościowa
F
graniczna
20kHZ
Charakterystyka fazowo - częstotliwościowa
Wnioski
Błąd pomiarowy zmienia się losowo nie można zauważyć żadnych zależności.
Wraz ze wzrostem pojemność stała czasowa t – rośnie. Ze wzrostem rezystancji stała
czasowa rośnie
Wartości stałej czasowej obliczonej i odczytanej z wykresu podczas pomiaru są zbliżone.
Wraz ze wzrostem częstotliwości malało napięcie wyjściowe układu oraz wzrastał kąt
przesunięcia fazowego.
W przypadku logarytmicznej charakterystyki fazowo-częstotliwościowej krzywa na wykresie
ukształtowana na podstawie pomiarów odpowiada wykresowi teoretycznemu.
y = -0,0001x
2
- 0,1029x + 0,3179
-9,0000
-8,0000
-7,0000
-6,0000
-5,0000
-4,0000
-3,0000
-2,0000
-1,0000
0,0000
1,0000
0,01
0,1
1
10
100
L[d
B
]
f[kHz]
L(f)
y = 0,0158x
2
- 2,0916x + 2,2279
-80,0000
-70,0000
-60,0000
-50,0000
-40,0000
-30,0000
-20,0000
-10,0000
0,0000
10,0000
0,01
0,1
1
10
100
φ
[]
f[kHz]
φ(f)