Laboratorium z podstaw Miernictwa Elektronicznego.
TEMAT: Cyfrowe pomiary napięcia stałego.
Data wykonania ćwiczenia:
16.04.2013r.
Ćwiczenie wykonali: Magdalena Domaszka
Roman Górny
Data oddania ćwiczenia:
14.05.2013r.
Ocena:
Ad.1.
W celu wyznaczenia wartości napięcie U1 zmierzonego za pomocą przetwornika A/C z kompensacją równomierną należy skorzystać ze wzoru:
U1= w∙UR255 ,
gdzie w- liczba wyświetlana w kodzie dwójkowym na wskaźniku diodowym.
Przykładowe obliczenia:
Dla pomiaru UI= 1 V
Zamiana liczby z kodu dwójkowego na dziesiętny:
01100111 oznacza liczbę 103
UI= 103∙2,5V255 = 1,001 V
Analogiczne obliczenia należy wykonać dla wszystkich pomiarów.
Dla pomiaru UI= 2,048 V wyznaczona wartość UI= 2,049 V
Dla pomiaru UI= 3 V diody się nie świeciły
Ad.2.
W celu wyznaczenia wartości napięcia UI zmierzonego za pomocą przetwornika A/C z kompensacją wagową należy skorzystać ze wzoru:
01100011 oznacza liczbę 99
UI= 99∙2,5V255 = 0,970 V
Dla pomiaru UI= 2,5 V wyznaczona wartość UI= 1,971 V
Dla pomiaru UI= 3 V wszystkie diody się świeciły
Wnioski (zadania 1 i 2):
Pomiar wartości napięcia UI za pomocą przetwornika A/C z kompensacją równomierną oraz przetwornika A/C z kompensacją wagową dla pomiaru 3V był niemożliwy z powodu dobrania zbyt małego napięcia wzorcowego.
Ad.3
Aby wyznaczyć rozdzielczości obu przetworników należy skorzystać ze wzoru:
LSB = UR255
LSB = 2,5 V255 = 9,80 ∙10-3 V
Ponieważ wartość UR dla obu przetworników jest równa 2,5 V, to wartość LSB wynosi w obu przypadkach 9,80 ∙10-3 V.
Ad.4.
W celu wyznaczenia błędu bezwzględnego pomiarów wykonanych w zadaniach 1 i 2 należy skorzystać ze wzoru:
ԑ= X- Xrz,
gdzie X= wartość zmierzona, Xrz- wartość rzeczywista wartości zmierzonej.
ԑ= 1,001 V- 1 V= 0,001 V
Analogiczne obliczenia należy wykonać dla pozostałych pomiarów.
Tab.1. Wartości błędu bezwzględnego przetwornika A/C z kompensacją równomierną.
wskazanie wzorcowe
wyznaczona wartość
błąd bezwzględny pomiaru
1 V
1,001 V
0,001 V
2,048 V
2,049 V
3 V
-
Tab.2. Wartości błędu bezwzględnego przetwornika A/C z kompensacją wagową.
0,970 V
0,03 V
2V
1,971 V
0,029 V
Wnioski:
Zmierzone wartości nie odbiegają znacząco od wyznaczonych, więc można stwierdzić, że przetworniki A/C są dokładnymi przyrządami pomiarowymi. Obliczone wartości błędu bezwzględnego są niewielkie i nie wpływają znacząco na wyniki. Z powodu braku możliwości wyznaczenia wartości mierzonej dla 3 V obliczenie błędu bezwzględnego jest niemożliwe.
Ad.5.
Aby wyznaczyć przedział ufności pomiarów wykonanych w zadaniu 3 dla poziomu ufności 0,99 należy:
Obliczyć wartość średnią arytmetyczną ze wzoru:
Xśr = X1+X2+…+ Xnn= i=1nXin
Następnie obliczyć wartość odchylenia średniego kwadratowego:
δn=i=1n(Xi- Xśr)2n-1
Obliczone wartości podstawić do wzoru na błąd średni kwadratowy wartości średniej:
δ Xśr = δnn
A następnie obliczyć przedział ufności ze wzoru:
Xmax= Xśr + 3,25∙ δ Xśr
Xmin= Xśr - 3,25∙ δ Xśr
Dla wartości parametru t= 3,25 odczytanej z tabeli zgodnie z rozkładem t-Studenta (Tab. B.2 „Laboratorium z Podstaw Miernictwa Elektronicznego, Krzysztof Górecki, Witold J. Stepowicz)
Dla zakresu 1 V:
Xśr = 0,80048V∙7+0,80047V+0,80047V +0,80049V10= 0,800479 V
δn=...
Lodowax