Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie sposobów opisu właściwości dynamicznych przyrządu pomiarowego , najczęściej stosowanych modeli dynamicznych oraz metod określenia parametrów tych modeli.
Wprowadzenie:
Badanie właściwości dynamicznych przetworników pomiarowych ma na celu określenie ich zachowania się w układach pomiarowych i to zarówno przy pomiarach statycznych (wielkość mierzona stała w czasie) jak i przy dynamicznych (wielkość mierzona zmienna w czasie).
Określenie właściwości dynamicznych przetwornika może być dokonywane przez analizę modeli matematycznych opisujących zjawiska fizyczne wykorzystywane w przetworniku lub na drodze eksperymentalnej. Modele matematyczne ujmują przemiany energetyczne zachodzące przy przetwarzaniu sygnałów w przetworniku najczęściej w postaci równań różniczkowych.
Odpowiedź przetwornika na dowolne wymuszenie można określić przez rozwiązanie równania różniczkowego opisującego przetwornik
() przy znanej postaci wielkości wejściowej. Odpowiedź zawiera dwie składowe: przejściową i wymuszoną. Składowa przejściowa jest wykorzystywana do identyfikacji właściwości dynamicznych przetwornika w dziedzinie czasu (tzw. odpowiedź własna przetwornika). Składowa wymuszona jest istotna przy pomiarach dynamicznych przetwornika w dziedzinie częstotliwości.
Pomiary:
1) Wyznaczenie stałej czasowej przetwornika 1-rzędu (termometru) Pomiar polegał na notowaniu temperatury wskazywanej przez termometr w odstępach pięciosekundowych od chwili włożenia go termostatu (skokowa zmiana wielkości wejściowej).
1) Wyznaczenie parametrów przetwornika 2-rzędu (galwanometru magnetoelektrycznego) na podstawie charakterystyk częstotliwościowej. Układ pomiarowy:
Wyniki pomiarów:
termometr
galwanometr
t [s]
R [W]
f [Hz]
a+
a-
0
112,0
0,1
3,5
4,5
4,0
5
115,8
0,15
3,6
4,6
4,1
10
117,8
0,2
3,8
4,2
15
119,4
0,25
3,9
4,8
4,35
20
120,8
0,3
5,1
25
122,2
0,35
5,4
5,0
30
123,3
0,4
5,2
5,8
5,5
35
124,3
0,45
5,9
6,5
6,2
40
125,3
0,5
1,9
2,6
9,0
45
125,9
0,55
2,4
3,1
11,0
50
126,6
0,6
3,0
3,7
13,4
55
127,3
0,65
16,8
60
127,9
0,7
4,9
18,2
65
...
ikea_92