Sprawozdanie Esp Acca 2

rok akademicki

Sprawozdanie z Laboratorium

2006/07

przedmiot:

ELEKTRONICZNE SYSTEMY POMIAROWE temat ćwiczenia:

termin zajęć:

wtorek parzysty 11:45-13:15

Pomiary właściwości przetworników A/C i C/A wydział:

kierunek:

Informatyki i Zarządzania

Automatyka i Zarządzanie

specjalność:

rok semestr grupa:

skład osobowy grupy laboratoryjnej

rok III sem. VI (wykonawcę sprawozdania podkreślić): 1. Maurycy Zamorski grupa A4 prawa połowa 2. Krzysztof Stankiewicz

data wykonania ćwiczenia:

data oddania sprawozdania:

15.05.2007

29.05.2007

ocena punkty:

1. Aparatura pomiarowa, urządzenia specjalne oraz inny sprzęt laboratoryjny użyty w trakcie realizacji ćwiczenia. W skład zestawu pomiarowego wchodzą: • Multimetr cyfrowy, • Oscyloskop, • Przetwornik A/C i C/A (zestaw warszawski).

2. Stanowisko doświadczalne

Rys. 1. Schemat połączeń układu do badania przetwornika C/A – dla punktów 1-3

Rys. 2. Schemat połączeń układu do badania przetwornika C/A dla punktów 4-6

-1-

3. Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia Ad. 4.1 Połączono wejście przetwornika CA (DA141A) do wyjścia generatora impulsów zegarowych (SN 3311) oraz wyjście przetwornika CA do multimetru w sposób pokazany na rysunku 1. Ad. 4.2 Wyzerowano licznik binarny przyciskiem „clear” i zmierzono napięcie wyjściowe. Wciskając i zwalniając przycisk „ck” zanotowano sumę cyfr przy świecących diodach LED (wartość cyfrowa) oraz napięcie na wyjściu przetwornika. n - wartość świecących diod w kodzie dziesiętnym 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Napięcie na wyjściu przetwornika Uwy [V] 0,24 0,51 0,79 1,10 1,30 1,60 1,90 2,20 2,40 2,70 3,00 3,30 3,50 3,80 4,00

Parametry regresji liniowej są następujące: Współczynnik nachylenia: 0,27 Przecięcie z osią Y: -0,021 Niepewność współczynnika nachylenia: 0,0020 Niepewność przecięcia z osią Y: 0,018 Wykres napięcia Uw y na w yjściu przetw ornika od w artości św iecących diod 4,5

Napięcie Uwy na wyjściu przetwornika [V]

4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 Napięcie Uw y

2

4 Regresja liniow a

6

8

10

12

14

16

n - w artość św iecących diod w kodzie dziesiętnym

-2-

Ad. 4.3 Podłączono oscyloskop w miejsce multimetru i przełączono tryb pracy generatora impulsów na „auto”. Wyregulowano podstawę czasu oscyloskopu i zdjęto z ekranu przebieg charakterystyki przetwornika CA.

Rys. 3. Charakterystyka zdjęta z ekranu oscyloskopu Podstawa czasu oscyloskopu wynosi 1 ms zaś jedna kratka podziałki pionowej oznacza 1V. Ad. 4.4 Połączono gniazda wkładek DA141A oraz DA141B w sposób pokazany na rys. 2. Do równoległego wyjścia wkładki SA 1321 dołączono multimetr. Ad. 4.6 Pokrętłem „level” źródła ustalono napięcie na wartość ok. – 0.2V i wyzerowano przetwornik CA. Następnie zwiększano napięcie źródła, monitorując stan przetwornika CA. Przy każdej zmianie stanu przetwornika CA zanotowano napięcie i aktualny jego stan. Stan przetwornika (wartość dziesiętna) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Napięcie [V] Pomiar nr 1 -0,043 0,21 0,49 0,79 1,1 1,2 1,5 1,8 2,2 2,4 2,7 2,9 3,2 3,5 3,8

Parametry regresji liniowej są następujące: Współczynnik nachylenia: 3,6 Przecięcie z osią Y: 1,3 Niepewność współczynnika nachylenia: 0,029 Niepewność przecięcia z osią Y: 0,065

-3-

Pomiar nr 2 -0,031 0,15 0,51 0,76 1,0 1,3 1,6 1,8 2,2 2,4 2,7 3,0 3,3 3,5 3,8

Wykres wartości świecących diod od napięcia Uwy na wyjściu przetwornika 16

n - wartość świecących diod w kodzie dziesiętnym

14

12

10

8

6

4

2

0 -0,5

0

0,5

Pomiar 1

Pomiar 2

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

Napięcie Uw y na w yjściu przetw ornika [V]

Ad. 5.3 Rozdzielczość bezwzględna wynosi:

1 1 = = 0,0625 n 2 16

Gdzie n – liczba bitów przetwornika (w przypadku badanego przetwornika równa 4) Rozdzielczość względna pierwszego przetwornika jest równa: 0,0625 ∙ 4 = 0,25 [V] Rozdzielczość względna drugiego przetwornika jest równa: 0,0625 ∙ 3,8 = 0,24 [V] Ad. 5.4 Zmierzone i obliczone błędy obu przetworników zestawiono w tabeli poniżej: Rodzaj błędu Przesunięcie zera Nieliniowość całkowa Błąd skalowania

Przetwornik DA141A -36 [mV] 0,73% 29 [mV]

Przetwornik DA141B 0,53% 20 [mV]

Nieliniowość całkową obliczono z zależności:

E=

∆U wy max U wy max

⋅ 100%

Gdzie:

∆U wy max – różnica pomiędzy wartością przebiegu wynikającego z regresji liniowej a zmierzoną

wartością w szczytowym punkcie charakterystyki. Błąd skalowania obliczono jako różnicę maksymalnej zmierzonej wartości słowa wyjściowego oraz odpowiadającej jej wartości otrzymanej z regresji liniowej.

-4-

4. Wnioski •

Ad. 5.1. Charakterystyka statyczna przetwornika Uwy = f(n) zilustrowana w punkcie 4.2. pokazuje, iż wraz ze zwiększaniem wartości zapalonych diod zwiększa się napięcie wyjściowe przetwornika. Punktów na wykresie nie można połączyć linią prostą, gdyż uzyskana liniowość jest kwantyfikowana – wartość napięcia Uwy od momentu ustalenia się powinna być niezmienna, aż do momentu zmiany wartości n. Zjawisko to jest lepiej widocznie na charakterystyce dynamicznej zdjętej z oscyloskopu, przedstawionej w punkcie 4.3.

•

Ad. 5.3. Dokładność przetwornika DA141B jest większa od dokładności przetwornika DA141A.

•

Ad. 5.4. Przetwornik DA141A cechuje się większą nieliniowością całkową od przetwornika DA141B oraz większym błędem skalowania. Błąd przesunięcia zera w przypadku przetwornika DA141B nie występuje.

-5-