PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W KALISZU	LABORATORIUM Z AUTOMATYKI PRZEMYSŁOWEJ
	TEMAT ĆWICZENIA
Wydział politechniczny M i BM	Grupa: 1b
Data wykonania:	Data oddania:

1. WPROWADZENIE

Celem wykonanego ćwiczenia jest porównanie napięć mierzonych na laboratoryjnych woltomierzach z napięciem przyrządu wzorcowego.

Przetwornik A/C to układ służący do zamiany sygnału analogowego (ciągłego) na reprezentację cyfrową (sygnał cyfrowy). Dzięki temu możliwe jest przetwarzanie ich w urządzeniach elektronicznych opartych o architekturę zero-jedynkową oraz gromadzenie na dostosowanych do tej architektury nośnikach danych. Są częścią układów wejściowych ( interfejsów ). Układy te składają się z siatki filtrów, komutatorów, wzmacniaczy, liczników, mikrokontrolerów, rezystorów służących do odpowiedniego obrobienia sygnału analogowego i odpowiedniego przetwornika A/C.

Schemat układu rejestracji i przetwarzania danych

Podstawowymi parametrami przetworników A/C są:

• zakres sygnału wejściowego,

• długość słowa wyjściowego,

• rozdzielczość,

• dokładność i szybkość przetwarzania

Przetwarzanie A/C tworzą 3 etapy:

• próbkowanie,

• kwantyzacja,

• kodowanie

Działanie przeciwne do wyżej wymienionego wykonuje przetwornik cyfrowo-analogowy C/A.

Próbkowanie

Polega na pomiarze napięcia analogowego w równych odstępach czasu. Im więcej będzie próbek tym sygnał wyjściowy ( cyfrowy ) będzie wierniej odtwarzał sygnał analogowy. W wyniku tego procesu tworzy się sygnał dyskretny reprezentujący sygnał ciągły za pomocą ciągu wartości zwanych próbkami. Liczba próbek zależy od częstotliwości. Okres próbkowania to czas pomiędzy pobieraniem kolejnych próbek. Częstotliwość próbkowania to odwrotność okresu próbkowania: .

Kwantowanie

W operacji kwantowania sygnał spróbkowany przetwarzany jest w sygnał o dyskretnej strukturze amplitudowej. Polega na podziale na przedziały zakresu zmian napięcia wejściowego na skończoną liczbę M przedziałów kwantyzacji oraz przypisaniu każdemu przedziałowi odpowiedniego kodu cyfrowego.

Podstawowe dane do doboru przetwornika A/C:

• dokładność,

• odporność na zakłócenia,

• czas przetwarzania,

• pobór mocy,

• zasilanie,

• technologia wykonania,

• rozwiązanie układów wejściowych,

• precyzja,

• wymiary obudowy,

• rodzaj źródła napięcia odniesienia i sygnału zegarowego

Ze względu na metodę działania wyróżnia się dwie podstawowe metody pracy:

• metoda bezpośrednia,

• metoda kompensacyjna

Dowolny rodzaj przetworników stosuje jedną z powyższych metod.

Przebieg ćwiczenia

1. Przygotowanie urządzeń

2. Wykonanie 10 pomiarów na przyrządzie wzorcowym

( od 0 – 20V ) dla poszczególnych woltomierzy

1. Spisanie danych do tabeli pomiarowej

2. Obliczenie napięcia mierzonego średniego dla każdego pomiaru

3. Obliczenie błędu histerezy poprzez odjęcie od napięcia wzorcowego napięcia mierzonego średniego dla każdego pomiaru

4. Sporządzenie wykresów dla poszczególnych woltomierzy ( δ_h od U_wzorcowe i δ_pod U_wzorcowe )

2. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

Tabela pomiarowa

Lp.	U wzorcowe	U mierzone	U mierzone średnie [V]	δh	δp
	[ V ]	[ V ]		[ V ]	[ % ]
DT832
1	0.754	0.75	0.74	0.74	0.743
2	2.553	2.54	2.54	2.54	2.540
3	4.566	4.55	4.55	4.55	4.550
4	6.554	6.54	6.54	6.54	6.540
5	8.552	8.53	8.52	8.52	8.523
6	10.558	10.54	10.54	10.54	10.540
7	12.533	12.51	12.51	12.5	12.507
8	14.522	14.5	14.5	14.49	14.497
9	16.565	16.54	16.54	16.54	16.540
10	18.558	18.55	18.54	18.54	18.543
Metex M-4640A
1	0.78	0.78	0.779	0.778	0.779
2	2.577	2.575	2.556	2.537	2.556
3	4.584	4.584	4.583	4.581	4.583
4	6.59	6.595	6.595	6.597	6.596
5	8.526	8.527	8.526	8.524	8.526
6	10.533	10.537	10.535	10.533	10.535
7	12.586	12.566	12.563	12.563	12.564
8	14.503	14.502	14.507	14.514	14.508
9	16.544	16.549	16.546	16.541	16.545
10	18.547	18.541	18.535	18.529	18.535
APPA 207
1	0.764	0.763	0.764	0.767	0.765
2	2.552	2.545	2.539	2.537	2.540
3	4.606	4.602	4.601	4.6	4.601
4	6.574	6.565	6.564	6.563	6.564
5	8.563	8.553	8.55	8.548	8.550
6	10.58	10.568	10.565	10.563	10.565
7	12.572	12.56	12.559	12.558	12.559
8	14.536	14.519	14.517	14.515	14.517
9	16.536	16.518	16.518	16.511	16.516
10	18.52	18.509	18.508	18.507	18.508

Meratronik 335
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

WYKRESY

Przetwornik DT 832

Przetwornik Metex M-460A

Przetwornik APPA 207

Przetwornik Meratronik V553

3. WNIOSKI

podczas przeprowadzonych pomiarów przetwornik Metex M-4640A wskazywał wartości napięcia najbardziej zbliżone do wartości napięcia wzorcowego spośród wszystkich badanych przetworników, na sporządzonych wykresach można zauważyć, że błędy histerezy i przetwarzania dla poszczególnych przetworników zmieniają się w ten sam sposób, błędy przetworników analogowo-cyfrowych występują zawsze, czyli występują również podczas normalnej pracy przetwornika A/C. Powstałe błędy są spowodowane przede wszystkim przetwarzaniem sygnału ciągłego na dyskretny. Sygnał dyskretny to kod liczbowy o określonej pojemności, natomiast sygnał analogowy może w pewnym przedziale własnej zmienności przyjmować nieskończenie wiele wartości. Przetwornik A/C może opisać próbkę sygnału tylko jedną wartością liczbową (często jest to średnia arytmetyczna kilku próbek sygnału)