laboratorium metrologii pomiary parametrów sygnałów (m-13)

LABORATORIUM METROLOGII
POMIARY PARAMETRÓW SYGNAŁÓW
(M-13)
www.imiue.polsl.pl/~wwwzmiape
Opracował: Dr in . Jan Około-Kułak
Sprawdził: Dr hab. in . Janusz Kotowicz
Zatwierdził: Dr hab. in . Janusz Kotowicz
1. Cel wiczenia.
W wiczeniu zostaj przypomniane definicje i sposoby pomiaru warto ci
maksymalnej, warto ci redniej, warto ci skutecznej, warto ci redniej modułu,
współczynnika kształtu i współczynnika przy pomocy przyrz dów
analogowych, cyfrowych i oscyloskopu.
2. Wprowadzenie.
2.1. DEFINICJE:
Warto skuteczna ,,A”:
1
A=
T
Warto
T
f 2 ( ω • t ) •dt
0
rednia ,,A0”:
1
A0 =
T
Warto
T
f ( ω • t ) • dt
0
rednia modułu ,,A r”:
Ar
1
=
T
T
f (ω • t ) • dt
0
Współczynnik szczytu: ,,s”:
s=
Am
A
gdzie: ,,Am” amplituda przebiegu
współczynnik kształtu: ,,k”:
k=
A
Ar
2.2 Warto ci wyliczone z definicji:
WARTO
PRZEBIEG
REDNIA
A0
A
Ar
0
Am
3
Am
2
0
Am
Am
0
Am
2 Am
Trójk tny
Prostok tny
Sinusoidalny
SKUTECZ
REDNIA
NA
MODUŁU
2
π
WSPÓŁCZ. WSPÓŁCZ.
SZCZYTU KSZTAŁTU
,,s”
3
,,k”
2
3
1
1
2
π
2 2
Oznaczenia mierników.
V1
MAGNETOELEKTRYCZNY (WARTO
V2
ELEKTROMAGNETYCZNY (WARTO
V3
ELEKTROSTATYCZNY (WARTO
V4
ELEKTRODYNAMICZNY (WARTO
V5
Amax
REDNIA)
SKUTECZNA)
SKUTECZNA)
SKUTECZNA)
MAGNETOELEKTRYCZNY Z PROSTOWNIKIEM
(WARTO
REDNIA MODUŁU)
MIERNIK AMPLITUDY
2.3. Schemat stanowiska z miernikami analogowymi:
GENERATOR:
f
V1
V2
V3 V1 V4
V5
Amax
2.3. Schemat stanowiska z miernikiem cyfrowym i oscyloskopem wyposa onym
w mierniki: warto ci redniej, warto ci skutecznej, warto ci maksymalnej,
cz stotliwo ci i okresu przebiegu.
GENERATOR
FUNKCYJNY
PRZEBIEGÓW:
PROSTOK TNEGO,
TRÓJK TNEGO,
SINUSOIDALNEGO,
SCHODKOWEGO.
MIERNIK
UNIWERSALNY
OSCYLOSKOP
3. Przebieg wiczenia.
1. Na stanowisku z miernikami analogowymi zmierzy dla pi ciu
cz stotliwo ci (40; 45; 50; 55; 60 [Hz]) warto ci napi wskazywanych
przez mierniki dla trzech kształtów przebiegów: trójk tnego,
sinusoidalnego i prostok tnego.
2. Obliczy redni arytmetyczn trzech warto ci skutecznych
wskazywanych przez miernik: elekromagnetyczny, elektrostatyczny i
elektrodynamiczny i u y jej do wyliczenia współczynnika szczytu ,,s” i
kształtu ,,k”.
3. Wyliczy wzgl dny bł d procentowy s% i k% (traktuj c warto ci
teoretyczne współczynników ,,s” i ,,k” jako warto ci prawdziwe) dla
wyznaczonych z pomiarów współczynników ,,s” i ,,k”.
4. Sporz dzi dla przebiegów: trójk tnego, sinusoidalnego i prostok tnego
wykresy zale no ci s%=F1(f) oraz k%=F2(f). Gdzie ,,f” oznacza
cz stotliwo .
5. Na stanowisku z miernikami cyfrowymi zmierzy dla pi ciu
cz stotliwo ci (40; 45; 50; 55; 60 [Hz]) warto ci napi cia wskazywan
przez miernik warto ci skutecznej oraz amplitud wskazywan przez
oscyloskop dla trzech kształtów przebiegów: trójk tnego, sinusoidalnego i
prostok tnego.
6. Wyliczy wzgl dny bł d procentowy s%.
7. Sporz dzi dla przebiegów: trójk tnego, sinusoidalnego i prostok tnego
wykresy zale no ci s%=F3(f).
8. Porówna bł dy wyznaczania współczynnika szczytu s%=F(f)
pami taj c, e bł d dotyczy równie generatora.
LITERATURA:
Maciej Krakowski ,,Elektrotechnika Teoretyczna” t. I i t. II.
ZAŁ CZNIKI: Tabele dla wiczenia M-13
Zał cnik ,,A”: Tabele pomiarowe dla mierników analogowych [ x3 (dla
przebiegów: trójk tnego; prostok tnego i sinusoidalnego)].
l.p.
1.
2.
3.
4.
5.
f
V1
V2 V3
V4
V5
[Hz] [V] [V] [V] [V] [V]
40
45
50
55
60
Amax
A=
[V]
V 2 + V3 + V 4
3
[V]
s
-
k s k
- % %
Zał cnik ,,B”: Tabele pomiarowe dla mierników cyfrowych [ x3 (dla
przebiegów: trójk tnego; prostok tnego i sinusoidalnego)].
l.p.
1.
2.
3.
4.
5.
f
V1
V2 V3
V4
V5
[Hz] [V] [V] [V] [V] [V]
40
45
50
55
60
Amax
[V]
A=
V 2 + V3 + V 4
3
[V]
s
-
k s k
- % %