BADANIE WOLTOMIERZA Z PODWÓJNYM CAŁKOWANIEM

Ćwicenie 2 BADANIE WOLTOMIERZA Z PODWÓJNYM CAŁKOWANIEM 1. Cel ćwicenia Celem ćwicenia jes ponanie budowy, asady diałania i właściwości jednego powsechnie sosowanych pryrądów pomiarowych,.j. wolomiera cyfrowego, diałającego na asadie podwójnego całkowania. Obiekem badań jes model dydakycny wolomiera budowany na baie prewornika ypu ICL7135. WyposaŜenie sanowiska umoŝliwia obserwację oscyloskopową ora wydruk prebiegów sygnałów wielu charakerysycnych punków wolomiera i o pry róŝnych paramerach pryrądu. Scególną uwagę poświęcono jakościowej i ilościowej ocenie łumienia okresowych akłóceń pomiarowych. 2. Wprowadenie eoreycne 2.1. Meoda dwukronego całkowania Wolomier podwójnym całkowaniem naleŝy do preworników A/C, wykorysujących meodę prewarania napięcia na cas. Schema blokowy pryrądu pokaano na rys. 2.1, naomias prebiegi casowe sygnałów ilusrujące pracę prewornika predsawiono na rys. 2.2. NajwaŜniejsymi blokami wolomiera są: inegraor komparaorem K, kórych asadnicym adaniem jes amiana napięcia mieronego na cas; generaor impulsów egarowych bramką B i licnikiem, kóre słuŝą do cyfrowego pomiaru casu, źródło napięcia erencyjnego (odniesienia), układ serowania pracą całego wolomiera. Cykl pracy prewornika składa się 3 fa. Pocąek cyklu jes w chwili pry erowym sanie inegraora (po warciu kondensaora C klucem K1) i pry wyerowanym licniku.

2 kład serujący K1 K2 in R K3 C _ + c Inegraor + _ K Generaor impulsów egarowych f l N 2 k B Licnik Rejesr Rys. 2.1. Schema blokowy prewornika analogowo-cyfrowego podwójnym całkowaniem (na podsawie[4]); napięcie mierone, poosałe onacenia w ekście in +T +T +T 2 c +T +T 2 +T T τ T τ 2 = k T T 2 +T +T 2 f l N N 2 +T +T +T 2 Rys. 2.2. Prebiegi casowe sygnałów w preworniku A/C podwójnym całkowaniem

3 Faa 1: Kluc K1 osaje amknięy, a K2 i K3 oware, pre co na wejście inegraora jes podane napięcie mierone. Jednoceśnie na pocąku fay 1 osaje owara bramka, pre co w licniku ropocyna się licanie impulsów egarowych generaora. Napięcie na wyjściu inegraora jes całką : c 1 RC ( ) = d = d 1 τ (2.1) gdie: τ = RC jes sałą całkowania inegraora. Jeśli napięcie mierone jes sałe, wówcas c () jes funkcją liniową casu. Pierwse całkowanie rwa pre sały cas T, kóry odmierany jes pre licnik. kład serowania końcy faę 1 w chwili, gdy licnik osiągnie nominalny san N, cyli cas T wynosi: N T = (2.2) fg gdie: f g jes cęsoliwością generaora impulsów egarowych. W ej chwili casu napięcie na wyjściu inegraora wynosi: 1 + T śr c ( + T ) = d = T τ τ (2.3) Na rys. 2.3 pokaano prebiegi ( ci, i =1...4) na wyjściu inegraora, odpowiadające róŝnym napięciom mieronym ( i, i =1...4; pry cym: 1 > 2 > 3 ora 4 = - 3 ). Nachylenie prosej całkowania w faie 1 jes proporcjonalne do sałego napięcia mieronego, a dodakowo nak całki mienia się pry mianie naku napięcia mieronego. c () c1 c2 c3 c4 = - c3 T T 23 T 22 T 21 T = cons T 2i i Rys. 2.3. Napięcie na wyjściu inegraora dla róŝnych warości napięć wejściowych (na podsawie[5])

4 Faa 2: Impuls prepełnienia licnika pry N powoduje wyerowanie licnika, a jednoceśnie owarcie kluca K1 i amknięcie K2, pre co inegraor w ej faie całkuje podłącone do wejścia sałe napięcie erencyjne. Odpowiedni deekor naku napięcia mieronego apewnia akie podłącenie napięcia erencyjnego do inegraora, Ŝeby jego biegunowość była preciwna do biegunowości napięcia mieronego, cyli: c 1 = τ τ śr śr ( ) T ( ) d = T + [ ( + T )] + T τ τ (2.4) Zgodnie aleŝnością (2.4) ora rys. 2.3 nachylenie prosej repreenującej prebieg sygnału na wyjściu inegraora jes w faie 2 sałe i nie aleŝy od napięcia mieronego, o ile napięcie erencyjne jes w kaŝdym pomiare akie samo. Faa 2 pomiaru końcy się po casie T 2 w chwili, gdy komparaor K wykryje san erowy sygnału, j. c () =, n. (rys. 2.2): śr ( + T + T2 ) = T + T2 = τ τ (2.5) PoniewaŜ w faie 2 licnik lica impulsy od warości, o na końcu ej fay jego san wynosi: N 2 T2 fg Po preksałceniu równania (2.5) orymuje się aleŝność = (2.6) śr T 2 = T (2.7) kóra wskauje, Ŝe cas T 2 rwania fay 2 jes proporcjonalny do średniej warości napięcia mieronego śr, a gdy jes ono sałe, o proporcjonalne wpros do. Pry = cons współcynnik proporcjonalności jes sały, o ile sały jes cas T. Ten sam wniosek o proporcjonalności casu T 2 do wypływa rys. 2.3. Napięcie na inegraore c ( +T ) po akońceniu fay 1 jes proporcjonalne do sałego napięcia mieronego. Rocałkowanie w faie 2 odbywa się e sałą sybkością, więc cas jego rwania T 2 jes proporcjonalny do warunku pocąkowego c ( +T ), cyli akŝe do napięcia mieronego. Faa 3: Nasępuje apisanie wyniku pomiaru w rejesre i na wyświelacu. wględniając we wore (2.7) wyraŝenia (2.2) i (2.6) na casy rwania fa pomiaru orymuje się aleŝność N = α (2.8) śr 2 N = śr

5 gdie: α = N / - jes sałą pryrądu; cyli wielkość wyjściowa bloku pomiarowego wolomiera.j. licba impulsów N 2 licona w faie 2 pomiaru jes proporcjonalna do warości średniej napięcia mieronego śr, pry cym współcynnik proporcjonalności α = N / jes dla danego pryrądu sały, o ile sałe są napięcie erencyjne i nominalna pojemność N licnika. Na wyświelacu powinien naleźć się odworony na podsawie N 2 esymaor ˆ wielkości mieronej, kóry wylica się według modelu odwronego niŝ apisany w (2.8): ˆ 1 = N 2 = N 2 α gdie: q = 1/α = / N - jes warością pojedyncego kwanu napięcia. q (2.9) Dla prykładu nominalne warości paramerów w badanym podcas ćwicenia wolomieru wynosą : =1V, N =1 ; skąd α = 1 V -1 i q =,1mV. Podielenie pre 1 we wore (2.9) jes równonacne presunięciem o 4 miejsca w lewo kropki diesięnej. Wylicenie i wyświelenie wyniku pomiaru w faie 3 jes więc bardo prose. NaleŜy presłać licnika do wyświelaca licbę impulsów liconą w faie 2 i wyświelić dodakowo kropkę diesięną pred cwarą cyfrą licąc od końca. Faę 3 końcy wyerowanie licnika i inegraora (warcie K3), kóre są prygoowaniem do kolejnego cyklu pomiarowego wolomiera. Poscególne eapy prewarania prewornika A/C podwójnym całkowaniem moŝna predsawić na schemacie rys. 2.4. Wielkość mierona Inegraor T 2 Casomier N 2 Odwaranie ˆ /N Esymaor wielkości mieronej Rys. 2.4. Schema prewarania w preworniku A/C podwójnym całkowaniem W podsumowaniu opisanej asady diałania pryrądu reba odnoować ry isone wnioski: 1. Wolomier podwójnym całkowaniem nie miery warości chwilowej napięcia lec warość średnią w faie 1 całkowania napięcia mieronego. 2. Z ego, Ŝe pry preksałceniu woru (2.5) do (2.7) nasępuje uproscenie sałej całkowania τ = RC widać, iŝ wynik pomiaru nie aleŝy od paramerów R i C

6 inegraora, o ile wielkości e są akie same w obydwu faach ego samego cyklu pomiarowego. 3. Wynik pomiaru nie aleŝy równieŝ od cęsoliwości generaora impulsów egarowych f g pod warunkiem, Ŝe cęsoliwość a jes sała w dwóch faach ego samego pomiaru. Wynika o uproscenia się wielkości f g podcas preksałcania woru (2.7) do (2.8). Nie jes akŝe waŝna dokładność ej cęsoliwości. 4. Rodielcość a araem błąd kwanowania wolomiera aleŝy od nominalnej pojemności N licnika (w. 2.9). Wnioski 2 i 3 są bardo isone ego powodu bo wskaują, iŝ powolne miany paramerów generaora impulsów egarowych ora inegraora (np. w wyniku sarenia elemenów ora reguły wolnych mian emperaurowych) nie są źródłem błędów dodakowych wolomiera podwójnym całkowaniem. 2.2. Źródła niepewności pomiaru Zasadnicymi źródłami niepewności saycnych pry pomiarach napięcia sałego są: - błąd kwanowania, kóry wysępuje w kaŝdym pomiare cyfrowym i wynosi,5 q. Ma charaker błędu era, poniewaŝ nie aleŝy od wielkości mieronej. - niepewność napięcia erencyjnego, co wynika bepośrednio wysępowania ej wielkości w modelu prewarania (2.8). Niedokładność, a akŝe miany emperaurowe prekładają się bepośrednio na błędy pomiaru napięcia. Mają one charaker błędów cułości. - niedoskonałości inegraora prebiegi na wyjściu inegraora pry całkowaniu sałego napięcia mieronego ora napięcia erencyjnego nie są idealnie liniowymi funkcjami casu, jak o wynika modeli (2.3) i (2.4). Błędy e cęściowo kompensują się powodu wysępowania w faach 1 i 2 i o preciwnymi nakami w ym samym pomiare. Są rudne do osacowania eoreycnego. - błędy komparaora K wiąane głównie pełaniem era i mogą być akŝe wiąane e mianami emperaury. Mają charaker błędów era. - błędy wiąane opóźnieniami w układie serowania, casami prełącania klucy ip. Niepewności wynikają u głównie e mienności w.wym. casów opóźnienia i prełącania, bowiem składowe sałe ych błędów mogą być usunięe w casie worcowania pryrądu.

7 Sumarycne niepewności pomiarowe wolomiery cyfrowych są sacowane w casie kalibracji pryrądów i podawane w charakerysykach dokładnościowych. Najcęściej niepewność jes deklarowana jako suma dwóch składowych: jedna proporcjonalna do akresu pomiarowego, druga jes proporcjonalna do warości mieronej (np. ±,6% warości mieronej ±,3% warości akresu). PoniewaŜ niepewność pryrądu jes najmniejsa w chwili worcowania uŝyciem dokładniejsego narędia pomiarowego i pogarsa się upływem casu, dlaego w dokładnych wolomierach cyfrowych i mulimerach podaje się w dokumenacji, jak mieniają się (pogarsają) wyŝej wymienione charakerysyki dokładnościowe w casie liconym od osaniego worcowania {najcęściej są o prediały casu: a) do 24 god; b) do 9 dni, c) do 1 roku}. 2.3. Tłumienie akłóceń WaŜnym źródłem błędów pomiaru napięcia a pomocą preworników A/C są akłócenia elekrycne, kóre w ogólnym prypadku moŝna podielić na: - akłócenia seregowe, kóre dodają się do napięcia mieronego i raem wielkością mieroną wchodą na aciski wejściowe (róŝnicowe) wolomiera - akłócenia równoległe, kóre mieniają poencjał acisków wejściowych pryrądu wględem uiemienia i w recywisym wolomieru powodują błąd pomiaru. Ich źródłem jes róŝnica poencjałów pomiędy punkami uiemienia źródła wielkości mieronej i wolomiera. Miarą wpływu akłóceń równoległych na pomiary jes współcynnik łumienia akłóceń równoległych CMRR (ang. Common Mode Rejecion Raio). Błąd moŝna ogranicyć m.in. pre odpowiednie połącenie wielkości mieronej, asosowanie ekranów ochronnych i uiemienia. PoniewaŜ w ym ćwiceniu nie prewidiano badania wpływu akłóceń równoległych, dlaego aineresowanych ym waŝnym emaem odsyła się do lieraury, np. [2]. Na scególną uwagę w wolomieru podwójnym całkowaniem asługuje dobra skuecność łumienia periodycnych akłóceń seregowych, co wynika bepośrednio meody pomiaru. I ak, jeśli na sałe napięcie mierone osanie nałoŝone akłócenie sinusoidalne: = A sin( 2π f + ϕ ) (2.1) we we gdie: A we ampliuda, f - cęsoliwość, ϕ faa, o w wyniku całkowania ego sumarycnego napięcia wejściowego sygnał wyjściowy inegraora na końcu fay 1 wynosi:

8 c ( 1 T + T ) = RC T = τ ( + A sin(2π f + ϕ )) we A we sin π f τ ( π f T + ϕ ) sin( π f T ) d = (2.11) Druga składowa wyraŝenia (2.11) repreenuje błąd od akłóceń. ZauwaŜmy, Ŝe wysępujący w ej składowej mnoŝnik sin( π T ) f eruje się jeśli: 1 f = k ; cyli T = k T ; dla k = 1, 2, 3... (2.12) T gdie: T jes okresem akłóceń. Jeśli powyŝsy warunek jes spełniony, o wyjście inegraora na końcu fay 1 nie aleŝy od akłócenia, a jes o warunek pocąkowy dla całkowania w faie 2. W konsekwencji cas ego rocałkowania i wynik pomiaru napięcia eŝ nie aleŝą od akłócenia. I na ym eapie rowaŝań moŝna podać juŝ waŝny wniosek, Ŝe akłócenia okresowe, kórych okres T mieści się całkowią licbę ray w casie T całkowania napięcia mieronego (w faie 1), eoreycnie nie wpływają na wynik pomiaru napięcia. Jeśli cas pierwsego całkowania osanie usalony na T = 2 ms (co jes dobrą regułą), o akłócenia o cęsoliwości sieci energeycnej 5 H i ich harmonicne osaną wyłumione całkowicie! RowaŜmy obecnie, jak są łumione akłócenia o dowolnych cęsoliwościach. Porównując całkę (2.11) akłóconego napięcia mieronego całką napięcia erencyjnego w faie 2 pomiaru, moŝna orymać w sposób podobny co (2.7) wyraŝenie na cas całkowania T 2 : T T 1 A = + ϕ (2.13) ( π f T + ) sin( f T ) we 2 sin π π f Z kolei odpowiednikiem woru (2.8) na wielkość wyjściową układu pomiarowego jes obecnie wyraŝenie: N N N A = ϕ (2.14) ( π f T + ) sin( f T ) we 2 sin π π f T a esymaor wielkości mieronej sałego napięcia jes wylicany dalej według usalonej aleŝności (2.9) i wynosi ˆ A α sin (2.15) we = N2 = ϕ π f T ( π f T + ) sin( π f T ) Drugi składnik wyraŝenia (2.15) podaje błąd pomiaru spowodowany akłóceniami seregowymi, cyli opisuje akłócenia na wyjściu wolomiera:

9 A sin ( π f T + ) sin( π f T ) we wy = ϕ (2.16) π f T Miarą odporności wolomiera na akłócenia seregowe jes współcynnik łumienia akłóceń seregowych NMRR (ang. Normal Mode Rejecion Raio), definiowany jako sosunek ampliudy akłóceń na wejściu (2.1) i wyjściu (2.16) wolomiera wyraŝony w miere logarymicnej (w db): A we NMRR ( f ) 2 log = db (2.17) A Zakłócenia na wyjściu wolomiera, pry nanej ich cęsoliwości f ora adanym casie T całkowania wolomiera w faie 1, mieniają się pomiaru na pomiar według woru (2.16) w aleŝności od fay akłóceń ϕ w danym pomiare. Najwięksa warość (ampliuda A wy ) wysąpi pry warunku sin( π T + ϕ ) cyli: A wy ( π f T ) f = ±1, we A wy = sin (2.18) π f T Wykonując podsawienie (2.18) do woru (2.17) orymuje się dla prewornika A/C podwójnym całkowaniem eoreycną charakerysykę łumienia w funkcji cęsoliwości akłóceń f : π f T NMRR ( f ) = 2 log (2.19) sin ( π f T ) db lub w funkcji sosunku casu pierwsego całkowania T do okresu akłóceń T : T π T T NMRR = 2 log db (2.2) T T sin π T ZauwaŜmy, Ŝe łumienie o jes reulaem samej meody pomiaru całkowania, be sosowania dodakowych filrów w wolomieru. Na rys. 2.5 predsawiono wykres współcynnika łumienia akłóceń NMRR według woru (2.19), pry ałoŝeniu, Ŝe cas całkowania w faie 1 wynosi T = 2 ms. Dobierając inny cas całkowania fay 1, moŝliwe jes ksałowanie dolnoprepusowej charakerysyki łumienia akłóceń seregowych. W wiąku powsechnym sosowaniem w echnice układów yrysorowych i prekaźnikowych Auor [6] swierdił na podsawie wielolenich badań, Ŝe we współcesnych układach pomiarowych najisoniejse są akłócenia impulsowe

1 prenosone pre sieć, a nie okresowe od sieci energeycnej. Jak wiadomo, akłócenia impulsowe posiadają serokie widmo cęsoliwości, sąd nie jes moŝliwe osiągnięcie dobrego łumienia pre dokładne dopasowanie odpowiedniego casu całkowania do jednej cęsoliwości akłócenia i ewenualnych harmonicnych. Celowym jes wedy - według Auora - sosowanie długich casów całkowania rędu 1 ms i więksych, pre co posera się pasmo łumienia akłóceń. Treba jednak pamięać, Ŝe więksenie casu całkowania jes okupione wydłuŝeniem casu całego pomiaru, cyli mniejseniem cęsoliwości próbkowania. Pod ym wględem preworniki A/C podwójnym całkowaniem naleŝą do najwolniejsych. NMRR [db] 4 3 2 1 T = 2 ms 1 5 1 1 2 3 5 1 cęsoliwość akłóceń f [H] Rys. 2.5. Wykres współcynnika łumienia akłóceń okresowych NMRR w aleŝności od cęsoliwości akłóceń Współcesne mulimery dają moŝliwość doboru casu całkowania i o arówno pulpiu pryrądu, jak i dalnie a pośrednicwem inerfejsu. Prykładowo, moŝliwe jes usawienie krókiego casu całkowania o warości,2 okresu sieci energeycnej, gdy porebne są pomiary sybkie, a mniej isony jes sopień łumienia akłóceń. Z kolei dla wielkości mieronych silnie akłóconych ale wolnomiennych moŝna usalić cas całkowania nawe na 1 okresów sieci. Sam pryrąd dopasowuje juŝ pry ym auomaycnie cas całkowania do cęsoliwości lokalnej sieci energeycnej (5 H lub 6 H).

11 3. Opis ćwicenia Do badań prygoowano model dydakycny wolomiera podwójnym całkowaniem. Płyę cołową prewornika romiesconymi am prełącnikami, gniadami połąceniowymi i poencjomerami pokaano na rys 2.6. rądenie składa się kilku bloków, pryporądkowanymi na płycie cołowej panelami: 1) Panel asadnicego prewornika A/C. Wykorysano u popularny układ ypu ICL7135. Zakres pomiarowy wynosi ± 2 V. Wejście róŝnicowe. Wyjście 4½ cyfry w en sposób podaje się rodielcość pomiarów pryrądem cyfrowym, w scególności wolomierem. Zapis onaca, Ŝe do predsawienia wyniku pomiaru poreba 4 pełnych dekad (wykorysujących cyfry 9) i ylko cęść piąej dekady (jedynie cyfry i 1) sąd umownie podaje się 4½ cyfry. Na płycie cołowej umiescono prosy schema prewornika wyprowadeniami najuwaŝniejsych sygnałów do oscyloskopu. Są o: IN HI- napięcie mierone, INT IN wejście inegraora i INT OT - wyjście inegraora, GATE - serowanie bramką, CLK - wyjście generaora impulsów, CONTER - wejście licnika, ora sygnały informacyjne: POL polaryacja napięcia mieronego, OVER prekrocenie akresu i NDER - niewypełnienie akresu wsyskie wyŝej wymienione sygnały są odniesione do masy onaconej IN LO. 2) Panel Napięcie erencyjne prełącnikiem: a) napięcia odniesienia nominalne 1V lub b) regulowane poencjomerem 1,6 V. Zaciski OTPT umoŝliwiają pomiar akualnego napięcia erencyjnego ewnęrnym wolomierem. 3) Generaor impulsów prełącnikiem Cęsoliwość akowania: a) 5 kh (nominalna), b) 1 kh, c) 35 6 kh cęsoliwość regulowana dwoma poencjomerami (grubnie i dokładnie), d) EXT - ewnęrnego źródła impulsów, kóre naleŝy podłącyć do acisków CLK EXT. 4) Panel wyboru napięcia mieronego prełącnikiem: a) INT - napięcie sałe wewnęrne, regulowane poencjomerem -2 2 V, b) EXT - podłącane do acisków INPT napięcie ewnęrne. To osanie moŝna podać pre dodakowy filr dolnoprepusowy, kórego aciski wejściowe onacono FDP INPT. 5) kład serujący na baie mikrokonrolera ATMega16 inerfejsem uŝykownika. Pryciski FNKCJA powalają wybrać funkcję: F1 Pomiar ciągły napięcia; F2 Pomiar pojedyncy wywalany pryciskiem POMIAR; F3 Seria 2 pomiarów i wyświelenie maksymalnej warości bewględnej wra e nakiem, prydana do badania NMRR; F4 Pomiar cęsoliwości impulsów egarowych. Wyniki pomiarów są wyświelane na wyświelacu alfanumerycnym.

Rys. 2.6. Widok płyy cołowej modelu dydakycnego wolomiera 12

13 Opróc modelu wolomiera na sanowisku laboraoryjnym najdują się: - Oscyloskop 4-kanałowy cyfrowy - do obserwacji sygnałów wolomiera. - Generaor funkcyjny - jes źródłem napięcia mieronego sałego akłóceniami okresowymi i jes wykorysany pry badaniu wpływu akłóceń. - Drukarka połącona oscyloskopem. Sposób wykorysania spręu wynika jasno podanych niŝej adań. Podcas wykonywania adania 7 -.j. wynacania charakerysyki łumienia akłóceń do usawiania kolejnych cęsoliwości na wykłym generaore analogowym naleŝy wykorysać pomiar cęsoliwości na oscyloskopie, chyba Ŝe jes do dyspoycji dokładny generaor cyfrowy. 4. Lieraura 1. Piorowski J.: Podsawy miernicwa, podręcnik akademicki. WNT, Warsawa 22. 2. Marcyniuk A.: Podsawy miernicwa elekrycnego dla kierunku elekronika, Wydawnicwo Poliechniki Śląskiej, Gliwice 22. 3. Plewniok R.: Opracować sanowisko do badania prewornika A/C podwójnym całkowaniem. Praca dyplomowa magiserska. Poliechnika Śląska, Wydiał AEiI, kierunek AiR, specjalność Sysemy Pomiarowe, Gliwice 26. 4. Nawrocki W.: Kompuerowe sysemy pomiarowe. Wydawnicwa Komunikacji i Łącności, Warsawa 22. 5. Kulka Z., Libura A., Nadachowski M.: Preworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe. Wydawnicwa Komunikacji i Łącności, Warsawa, 1987. 6. Nowiński M.: Odporność na akłócenia premysłowe inegracyjnych preworników A/C, w: Podsawowe problemy merologii, Maeriały konferencji naukowoechnicnej PPM 5, PAN, Kaowice, 25. 5. Pyania konrolne, problemy 1. Wymień asadnice bloki wolomiera podwójnym całkowaniem. Jaka jes rola kaŝdego nich, a w scególności rola inegraora? 2. Z jakich eapów składa się jeden cykl pracy wolomiera? Cy moŝes podać jakieś informacje o casach rwania niekórych ych eapów? 3. Do pomiaru jakich napięć sałych, cy miennych - sosuje się wolomier podwójnym całkowaniem? Jak naleŝy inerpreować wynik pomiaru, gdy napięcie mierone mienia się?

14 4. Jakie są aley i wady wolomiera podwójnym całkowaniem w sosunku do innych preworników A/C? 5. Zakładając, Ŝe w wolomieru moŝna dobrać: cęsoliwość generaora impulsów, pojemność nominalną licnika, ora napięcie erencyjne asanów się, jakie paramery naleŝałoby mienić aby: a) mniejsyć diesięciokronie akres wolomiera, b) więksyć diesięciokronie rodielcość pryrądu, c) jak pk b), ale dodakowym warunkiem achowania akiego samego łumienia akłóceń seregowych. 6. Narysuj charakerysykę łumienia akłóceń seregowych okresowych w funkcji ich cęsoliwości. Jak mieni się wykres, gdy mniejsymy pięciokronie cęsoliwość generaora impulsów egarowych? 7. Jaki powinien być minimalny cas całkowania napięcia mieronego, aby wolomier cyfrowy łumił dobre akłócenia sieciowe: a) w Europie (5 H)? b) w Ameryce (6 H)? c) w Europie i Ameryce? 8. Cy celowe jes więksenie casów całkowania w sosunku do wyŝej wymienionych warości minimalnych? Podaj koryści i wady akich abiegów. 9. W jaki sposób są podawane charakerysyki dokładnościowe wolomiera cyfrowego? 6. Zadania 1. Dokonać wyboru i podłącyć do oscyloskopu cerokanałowego sygnały punków pomiarowych wolomiera, aby najlepiej ilusrować asadę diałania pryrądu. W prypadku, gdy asano goowy układ połąceń naleŝy idenyfikować odpowiednie prebiegi. Zapisać w prookole nawy i onacenia ych charakerysycnych punków pomiarowych. 2. Wybrać funkcję pomiaru ciągłego F1 na wolomieru dydakycnym i usawić nominalne paramery pracy urądenia j. =1 V ora f g = 5 kh. Podłącyć do pomiaru napięcie sałe wewnęrnego adajnika poencjomerycnego (,5 1,5 V). a) Zaobserwować na oscyloskopie prebiegi wybranych sygnałów, usawiając odpowiedni sygnał wywalania (najlepiej prosokąny) i podsawę casu na oscyloskopie, b) W ym adaniu i nasępnych naleŝy prerysować obserwowane prebiegi do prookołu, lub wydrukować na drukarce jeśli aleci prowadący. Opisać, jakie

15 o prebiegi ora anacyć skalę na osiach wykresu. Zmieryć ampliudę prebiegów ora casy rwania kolejnych fa pomiaru. c) Wyjaśnij, cy prebieg orymany na wyjściu recywisego inegraora jes całką prebiegu na wejściu inegraora. d) Zmieniać napięcie mierone i obserwować miany w prebiegach sygnałów. Cas rwania kórej fay pomiaru nie mienia się? Wydrukuj prebiegi pry innej niŝ poprednio warości napięcia mieronego, międy innymi o preciwnej polaryacji. 3. Zarejesrować prebiegi sygnałów pry =,5 V ora f g = 5 kh. Jak usawić powyŝse napięcie erencyjne be sosowania dodakowych pryrądów, a obserwując wyłącnie wyświelac napięcia mieronego w wolomieru? Wskaówka: naleŝy prewidieć, jakie nasąpią miany w prebiegach i na wyświelacu VC, jeśli mniejsy się o połowę napięcie erencyjne, a napięcie mierone poosanie sałe. 4. Jakie miany w sosunku do adania 2 obserwujes po usawieniu =1 V ora f g = 1 kh? 5. Podłącyć na wejście wolomiera napięcie generaora awierające składową sałą i mienną o cęsoliwości 5 H (symulowane akłócenie). Paramery pryrądu: = 1 V, f g = 5 kh. NaleŜy mieniać ampliudę akłóceń i aobserwować miany prebiegów na oscyloskopie ora wyników pomiaru na wolomieru. Wydrukuj jednoraowo prykładowe wykresy. 6. Zbadać be wydruków i odnoować wnioski obserwacji prebiegów pry cęsoliwości akłóceń 1 H i ok. 3 H, a akŝe po mianie cęsoliwości egara na f g = 1 kh. 7. Wynacyć charakerysykę współcynnika łumienia w funkcji cęsoliwości akłóceń, pry f g =5 kh. W ym celu naleŝy wpierw wyerować na generaore składową sałą napięcia mieronego. Nasępnie usawić składową mienną na poiomie 2V (do pomiaru ampliudy wykorysać jeden kanałów oscyloskopu). W dalsym ciągu e nasawy poosawić sałe, a mieniać jedynie cęsoliwość akłóceń i mieryć ampliudę na wyjściu VC, wykorysując funkcję F3 wolomiera. Wceśniej naleŝy aplanować, dla jakich cęsoliwości akłóceń naleŝy wykonywać pomiary, uwględniając jednej srony spodiewany charaker aleŝności, a drugiej cas, kóry poosał do akońcenia ćwiceń. Celowym jes wynacenie charakerysyki równieŝ dla f g = 1 kh. W sprawodaniu naleŝy nanieść na wykresy mieronych charakerysyk łumienia akŝe charakerysyki wylicone eoreycnie.