Technika pomiarowa pytania

Technika pomiarowa
1p. Wyznaczenie błędów przesunięcia, wzmocnienia i nieliniowości przetwornika C/A
1. Wyjaśnij pojęcia błędów: przesunięcia, wzmocnienia, nieliniowości przetwornika C/A.
2. Czym róŜnią się błędy nieliniowości przetwornika A/C – całkowy i róŜniczkowy?
3. Obliczyć błąd przesunięcia i wzmocnienia 8 bitowego przetwornika C/A o zakresie ±5V,
na którego wyjściu zmierzono napięcia: U(0)= -4,97V i U (255) = 5,03V.
4. Obliczyć błędy nieliniowości całkowej i róŜniczkowej 2 bitowego przetwornika C/A, na
którego wyjściu zmierzono napięcia:
N
0
1
2
3
U(N) [V]
0,00
1,98
4,03
6,00
2p. Błędy kwantyzacji, zakres dynamiki przetwornika A/C
1. Obliczyć minimalną rozdzielczość oraz zakres napięć wejściowych przetwornika A/C, który
moŜna wykorzystać w układzie sekwencyjnym akwizycji trzech następujących sygnałów:
− zakres zmienności od 0 Vdo 2 V, dopuszczalny błąd względny 0,2%,
− zakres zmienności od –4 V do 4 V, dopuszczalny błąd względny 0,1%,
− zakres zmienności od -10 do 10 V, dopuszczalny błąd względny 1%.
2. Przetwornik A/C o rozdzielczości 10 bitów i zakresie –10 do 10 V zastosowano do
rejestracji sygnału y(t)=6 sin (2π 120t). Obliczyć wartość SNR.
3. Jaką rozdzielczości ma przetwornik A/C o zakresie -5 do 5 V jeŜeli maksymalna wartość
SNR dla tego przetwornika ( przy rejestracji sygnału y(t)=5 sin (2π 10t) ) jest równa 49,92
dB.
3p. Pomiary bezpośrednie i pośrednie obarczone błędem przypadkowym
1. W jaki sposób moŜna poprawić dokładność oszacowania wyniku pomiaru w warunkach
występowania błędów przypadkowych?
2. Oblicz wartość średnią, odchylenia standardowego, odchylenia standardowego średniej dla
następującej serii pomiarów napięcia:
2,4V, 2,6V, 2,3V, 2,5V, 2,3V, 2,4V, 2,5V, 2,4V, 2,2V, 2,3V, 2,4V, 2,5V, 2,3V, 2,4V.
Narysuj histogram wyników z zaznaczeniem wartości średniej i odchylenia standardowego.
3. Wykonano trzy serie po 9 pomiarów napięcia.
L.p.
1
2
3
Odch. stand. [mV]
33,5
37,2
Odch. stand. średniej [mV]
12,1
W której serii odnotowano najmniejszy rozrzut wyników ?
4p. Zasady prawidłowego próbkowania sygnałów
1. Podaj twierdzenie o próbkowaniu. Co to jest aliasing i jak moŜna mu zapobiec?.
2. Obliczyć minimalną częstotliwość próbkowania przetwornika A/C, który moŜna
wykorzystać do akwizycji następującego sygnału: y(t) = 3sin(2π 650t) + cos(2π 140t).
3. Obliczyć minimalną częstotliwość próbkowania przetwornika A/C, który moŜna
wykorzystać w układzie sekwencyjnym akwizycji trzech następujących sygnałów:
− pasmo częstotliwości od 0 Hz do 200 Hz,
− pasmo częstotliwości od 100 Hz do 5 kHz,
− pasmo częstotliwości od 0 kHz do 2 kHz.
5p. Podstawy programowania w środowisku LabVIEW, program do pomiaru napięcia.
1. Z jakich części składa się Virtual instruments pisany w środowisku LabVIEW? Jakiego
typu elementy wchodzą w skład kaŜdej z tych części programu i skąd są one pobierane?
2. Wyjaśnij w jaki sposób dokonuje zmiany zakresu pomiarowego i wyboru źródła sygnału
wirtualnego miernika. Jakiego typu obiekty są do tego stosowane?
3. Wyjaśnij jakimi sposobami moŜna zapewnić „ciągłą” pracę wirtualnego miernika
umoŜliwiającą zmiany nastaw przyrządu w czasie jego pracy.
6p. Wyznaczanie błędów systematycznych
1. Dysponując woltomierzem (RV = 5 MΩ) i amperomierzem (RA = 1Ω) naleŜy wykonać
pomiar dwóch rezystancji o orientacyjnych wartościach Rx1 = 10 MΩ i Rx2 = 0,1Ω. Jaką
naleŜy wybrać metodę dla kaŜdego pomiaru? Odpowiedź uzasadnić.
2. Jaka jest rzeczywista wartość rezystancji Rx zmierzonej w układzie PMN jeśli woltomierz
(Rv=10MΩ) pokazał U=15,7V a amperomierz (Ra=10Ω) pokazał I= 28,2mA.
3. Jaka jest rzeczywista wartość rezystancji Rx zmierzonej w układzie PMP, jeśli woltomierz
(Rv = 10MΩ) pokazał U = 3,4V a amperomierz (RA = 1Ω) pokazał I = 16,2mA.