Лабораторная работа № 6
«Динамический режим средств измерений»
Цель работы: изучение динамического режима средств измерений.
Задание:
Исследовать динамический режим заданных СИ при ступенчатом изменением входного сигнала.
а) определить динамическую погрешность при заданных параметрах звена 2-го порядка и выбранных амплитуде и частоте прямоугольных импульсов. Построить графики входного и выходного сигнала исследуемого средства.
б) Определить время tyустановления выходного сигнала для различных частот f0iсобственных колебаний при заданном коэффициенте демпфирования β. Построить график зависимости ty=F(βi) при f0=const.
в) Определить время tу установления выходного сигнала для различных коэффициентов βi демпфирования при заданной частоте f0 собственных колебаний. Построить график зависимости ty=F(βi) при f0=const.
2. Исследовать динамический режим СИ при синусоидальном входном воздействии. Определить погрешности в динамическом режиме при указанных параметрах (f0, β) звена 2-го порядка и заданной частоте входного сигнала. Погрешность графики входного сигнала, график динамической погрешности.
Ход работы:
Спецификация используемых СИ:
Наименование СИ
|
Диапазон измерений
|
Характеристики СИ, классы точности
|
Рабочий диапазон частот
|
Параметры входа (выхода)
|
Милливольтметр GVT-417B
|
300 мкВ… 100В
12 пределов
|
Приведённая погрешность 3%
|
20 Гц… 200 кГц
|
RBх=1 МОм
СBх=50 пФ
|
Вольтметр универсальный цифровой GDH-8135
|
На постоянном токе
|
200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 1200 В
|
Пределы макс. абсол. погр.
0,001 Uизм + 1 ед. мл. разр.
|
–
|
RBx ≥ 10 МОм
|
На переменном токе
|
200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В
|
0,005 Uизм + 1 ед. мл. разр.
|
40 Гц… 1 кГц
|
RBx ≥ 10 МОм
|
Осцилогр. универс.
GOS-620
|
Коэф. Откл. 5 мВ/дел
|
3%
3%
|
0 … 20 мГц
|
Rвх = 1 МОм
|
Определение динамической погрешности:
β = 0,3 f0 = 0,4 кГц Кр = 1 мс/дел
Uu(t)
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
U(t)
|
0,95
|
2,96
|
2,94
|
1,81
|
1,94
|
1,6
|
1,98
|
2,2
|
ΔU(t)
|
-0,83
|
1,18
|
1,16
|
0,03
|
0,16
|
-0,18
|
0,2
|
0,42
|
β = 0,3 f0 = 0,8 кГц Кр = 1 мс/дел
Uu(t)
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
U(t)
|
3,21
|
1,61
|
1,73
|
1,99
|
1,76
|
1,87
|
1,86
|
1,84
|
ΔU(t)
|
1,43
|
-0,17
|
-0,05
|
0,21
|
-0,02
|
0,09
|
0,08
|
0,06
|
β = 0,7 f0 = 0,4 кГц Кр = 1 мс/дел
Uu(t)
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
U(t)
|
0,38
|
1,63
|
2,01
|
1,97
|
1,88
|
1,84
|
1,85
|
1,86
|
ΔU(t)
|
-1,4
|
-0,15
|
0,23
|
0,19
|
0,1
|
0,06
|
0,07
|
0,08
|
β = 0,7 f0 = 0,8 кГц Кр = 1 мс/дел
Uu(t)
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
U(t)
|
1,83
|
1,94
|
1,84
|
1,81
|
1,85
|
1,85
|
1,87
|
1,87
|
ΔU(t)
|
0,05
|
0,16
|
0,06
|
0,03
|
0,07
|
0,07
|
0,09
|
0,09
|
β = 1,0 f0 = 0,4 кГц Кр = 1 мс/дел
Uu(t)
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
U(t)
|
-0,2
|
0,93
|
1,5
|
1,73
|
1,79
|
1,84
|
1,84
|
1,85
|
ΔU(t)
|
-1,98
|
-0,85
|
-0,28
|
-0,05
|
0,01
|
0,06
|
0,06
|
0,07
|
β = 1,0 f0 = 0,8 кГц Кр = 1 мс/дел
Uu(t)
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
1,78
|
U(t)
|
1,71
|
1,75
|
1,84
|
1,85
|
1,85
|
1,85
|
1,85
|
1,87
|
ΔU(t)
|
-0,07
|
-0,03
|
0,06
|
0,07
|
0,07
|
0,07
|
0,07
|
0,09
|
Синусоидальный режим:
Определение динамической погрешности
β
|
fо, Гц
|
Параметр
|
Контрольные точки
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
0,3
|
0,4
|
Uвх, В
|
0,34
|
0,6
|
0,78
|
0,87
|
0,82
|
0,68
|
0,42
|
0,16
|
Uвых, В
|
0,21
|
0,33
|
0,74
|
0,95
|
0,93
|
0,88
|
0,65
|
0,36
|
ΔU, В
|
-0,13
|
-0,27
|
-0,04
|
0,08
|
0,11
|
0,2
|
0,23
|
0,2
|
0,8
|
Uвх, В
|
0,34
|
0,61
|
0,78
|
0,87
|
0,82
|
0,66
|
0,42
|
0,16
|
Uвых, В
|
0,23
|
0,61
|
0,82
|
0,91
|
0,92
|
0,76
|
0,56
|
0,27
|
ΔU, В
|
-0,11
|
0
|
0,04
|
0,04
|
0,1
|
0,1
|
0,14
|
0,11
|
0,7
|
0,4
|
Uвх, В
|
0,34
|
0,6
|
0,78
|
0,87
|
0,82
|
0,66
|
0,44
|
0,12
|
Uвых, В
|
0,03
|
0,31
|
0,6
|
0,82
|
0,91
|
0,87
|
0,75
|
0,5
|
ΔU, В
|
-0,31
|
-0,29
|
-0,18
|
-0,05
|
0,09
|
0,21
|
0,31
|
0,38
|
0,8
|
Uвх, В
|
0,36
|
0,60
|
0,76
|
0,75
|
0,83
|
0,72
|
0,53
|
0,3
|
Uвых, В
|
0,2
|
0,5
|
0,72
|
0,85
|
0,91
|
0,85
|
0,69
|
0,47
|
ΔU, В
|
-0,16
|
-0,1
|
-0,04
|
0,1
|
0,08
|
0,13
|
0,16
|
0,17
|
1,0
|
0,4
|
Uвх, В
|
0,35
|
0,58
|
0,76
|
0,85
|
0,52
|
0,79
|
0,45
|
0,13
|
Uвых, В
|
-0,4
|
0,16
|
0,46
|
0,67
|
0,78
|
0,65
|
0,75
|
0,56
|
ΔU, В
|
-0,75
|
-0,42
|
-0,3
|
-0,18
|
0,26
|
-0,14
|
0,3
|
0,43
|
0,8
|
Uвх, В
|
0,36
|
0,58
|
0,75
|
0,85
|
0,84
|
0,72
|
0,55
|
0,29
|
Uвых, В
|
0,14
|
0,4
|
0,65
|
0,81
|
0,89
|
0,81
|
0,73
|
0,51
|
ΔU, В
|
-0,22
|
-0,18
|
-0,1
|
-0,04
|
0,05
|
0,09
|
0,18
|
0,22
|
Вывод:
Частота мало влияет на динамическую погрешность, а при увеличении β увеличивается.
В результате экспериментов выяснилось, что tу, величина, обратно пропорционально частоте. При постоянной частоте при β Є [0; 0,8] убывает, при β>0 возрастает.
При синусоидальном режиме динамическая погрешность меняется по закону, похожему на синусоидальный. При β=1 макс. погрешность ≈ 1 при β=0,8 макс. погрешность ≈ 1.
|
Скачать 88 Kb.