Метрология_6_Старикова
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра ИИСТ
отчет
по лабораторной работе №6
по дисциплине «Метрология»
Тема: Динамический режим средств измерений
Студентка гр. 9493 |
|
Старикова А.С. |
Преподаватель |
|
Минаев А.В. |
Санкт-Петербург
2021
Цель работы – изучение динамического режима средств измерений.
Задание
Ознакомиться с лабораторной установкой. Собрать схему исследования динамического звена 2-го порядка. Получить у преподавателя задание на выполнение лабораторной работы. Записать частоту f0 собственных колебаний и коэффициент демпфирования (степень успокоения) для заданных вариантов реализации динамического звена.
Исследовать динамический режим заданных средств измерений при ступенчатом изменении входного сигнала.
2.1. Определить динамическую погрешность при заданных параметрах звена 2-го порядка и выбранных амплитуде и частоте входных сигналов прямоугольных импульсов; погрешность определить в 6…10 точках на одном полупериоде входного сигнала. Построить графики входного и выходного сигналов исследуемого средства. Построить графики динамической погрешности. По результатам исследований сделать выводы о влиянии f0 и/или на характер изменения выходного сигнала и динамическую погрешность.
2.2. Определить время tу установления выходного сигнала для различных частот f0i собственных колебаний при заданном коэффициенте демпфирования . Построить график зависимости tу = F(f0i) при = const. При определении времени установления принять погрешность асимптотического приближения переходного процесса, равную 5 % от установившегося значения.
2.3. Определить время tу установления выходного сигнала для различных коэффициентов i демпфирования при заданной частоте f0 собственных колебаний. Построить график зависимости tу = F(i) при f0 = const. По результатам пунктов 2.2, 2.3 сделать выводы о влиянии f0 и на время установления tу.
Исследовать динамический режим средств измерений при синусоидальном входном воздействии. Определить погрешности в динамическом режиме при указанных параметрах (f0, ) звена 2-го порядка и заданной частоте входного сигнала; погрешности определить в 8…10 точках на одном периоде сигнала. Построить графики входного и выходного сигналов, график динамической погрешности. Сделать вывод о характере изменения динамической погрешности и оценить ее максимальное (амплитудное) значение.
Обработка результатов эксперимента
Определение динамической погрешности
U вх – оранжевый
U вых - синий
f |
0,4кГц |
|
|
|
|
ϐ |
0,3 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,32 |
4,21 |
4,20 |
4,21 |
4,28 |
Uвых,В |
-2,26 |
7,69 |
4,40 |
4,79 |
3,30 |
δU,В |
-6,58 |
3,48 |
0,2 |
0,58 |
-0,98 |
= 0.4
мкс
f |
0,4кГц |
|
|
|
|
ϐ |
0,7 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,33 |
4,31 |
4,29 |
4,20 |
4,20 |
Uвых,В |
-2,75 |
0,50 |
2,57 |
4,84 |
4,62 |
δU,В |
-7,08 |
-3,81 |
-1,72 |
0,64 |
0,42 |
= 0.4 мкс
f |
0,4кГц |
|
|
|
|
ϐ |
1 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,34 |
4,22 |
4,22 |
4,22 |
4,22 |
Uвых,В |
-2,78 |
3,31 |
4,28 |
4,42 |
4,44 |
δU,В |
-7,12 |
-0,91 |
0,06 |
0,2 |
0,22 |
= 0.4 мкс
f |
0,4кГц |
|
|
|
|
ϐ |
2 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,34 |
4,32 |
4,30 |
4,22 |
4,22 |
Uвых,В |
-2,30 |
0,80 |
2,65 |
3,53 |
3,97 |
δU,В |
-6,64 |
-3,52 |
-1,65 |
-0,69 |
-0,25 |
= 0.4 мкс
f |
0,8кГц |
|
|
|
|
ϐ |
0,3 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,22 |
4,30 |
4,23 |
4,22 |
4,23 |
Uвых,В |
-6,87 |
3,37 |
4,36 |
4,48 |
4,45 |
δU,В |
-6,64 |
-3,52 |
-1,65 |
-0,69 |
-0,25 |
= 0.4 мкс
f |
0,8кГц |
|
|
|
|
ϐ |
0,7 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,30 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
Uвых,В |
-3,14 |
4,47 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
δU,В |
-7,44 |
0,24 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
= 0.4 мкс
f |
0,8кГц |
|
|
|
|
ϐ |
1 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,32 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
Uвых,В |
-1,47 |
4,37 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
δU,В |
-5,79 |
0,14 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
= 0.4 мкс
f |
0,8кГц |
|
|
|
|
ϐ |
2 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,34 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
Uвых,В |
-1,09 |
2,99 |
4,06 |
4,35 |
4,42 |
δU,В |
-5,43 |
-1,24 |
-0,17 |
0,12 |
0,19 |
= 0.4 мкс
f |
1,2кГц |
|
|
|
|
ϐ |
0,3 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
Uвых,В |
6,88 |
4,66 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
δU,В |
2,65 |
0,43 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
= 0.4 мкс
f |
1,2кГц |
|
|
|
|
ϐ |
0,7 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
Uвых,В |
4,54 |
4,43 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
δU,В |
0,31 |
0,20 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
= 0.4 мкс
f |
1,2кГц |
|
|
|
|
ϐ |
1 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
Uвых,В |
3,18 |
4,43 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
δU,В |
-1,05 |
0,20 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
= 0.4 мкс
f |
1,2кГц |
|
|
|
|
ϐ |
2 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,33 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
Uвых,В |
0,80 |
3,92 |
4,37 |
4,44 |
4,44 |
δU,В |
-3,53 |
-0,31 |
0,14 |
0,21 |
0,21 |
= 0.4 мкс
f
|
1,6кГц |
|
|
|
|
ϐ |
0,3 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,25 |
4,30 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
Uвых,В |
6,68 |
4,41 |
4,43 |
4,40 |
4,48 |
δU,В |
2,43 |
0,11 |
0,2 |
0,17 |
0,25 |
= 0.4 мкс
f |
1,6кГц |
|
|
|
|
ϐ |
0,7 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,23 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
Uвых,В |
4,19 |
4,43 |
4,43 |
4,43 |
4,43 |
δU,В |
-0,04 |
0,19 |
0,19 |
0,19 |
0,19 |
= 0.4 мкс
f |
1,6кГц |
|
|
|
|
ϐ |
1 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,23 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
Uвых,В |
3,07 |
4,43 |
4,43 |
4,43 |
4,43 |
δU,В |
-1,16 |
0,19 |
0,19 |
0,19 |
0,19 |
= 0.4 мкс
f |
1,6кГц |
|
|
|
|
ϐ |
2 |
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
Uвх,В |
4,33 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
Uвых,В |
0,85 |
3,91 |
4,37 |
4,43 |
4,43 |
δU,В |
-3,48 |
-0,33 |
0,13 |
0,19 |
0,19 |
= 0.4 мкс
Протокол
f |
0,4кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
0,3 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,32 |
4,21 |
4,20 |
4,21 |
4,28 |
|
Uвых,В |
-2,26 |
7,69 |
4,40 |
4,79 |
3,30 |
|
δU,В |
-6,58 |
3,48 |
0,2 |
0,58 |
-0,98 |
|
f |
0,4кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
0,7 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,33 |
4,31 |
4,29 |
4,20 |
4,20 |
|
Uвых,В |
-2,75 |
0,50 |
2,57 |
4,84 |
4,62 |
|
δU,В |
-7,08 |
-3,81 |
-1,72 |
0,64 |
0,42 |
|
f |
0,4кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
1 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,34 |
4,22 |
4,22 |
4,22 |
4,22 |
|
Uвых,В |
-2,78 |
3,31 |
4,28 |
4,42 |
4,44 |
|
δU,В |
-7,12 |
-0,91 |
0,06 |
0,2 |
0,22 |
|
f |
0,4кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
2 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,34 |
4,32 |
4,30 |
4,22 |
4,22 |
|
Uвых,В |
-2,30 |
0,80 |
2,65 |
3,53 |
3,97 |
|
δU,В |
-6,64 |
-3,52 |
-1,65 |
-0,69 |
-0,25 |
|
f |
0,8кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
0,3 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,22 |
4,30 |
4,23 |
4,22 |
4,23 |
|
Uвых,В |
-6,87 |
3,37 |
4,36 |
4,48 |
4,45 |
|
δU,В |
-6,64 |
-3,52 |
-1,65 |
-0,69 |
-0,25 |
|
f |
0,8кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
0,7 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,30 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
|
Uвых,В |
-3,14 |
4,47 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
|
δU,В |
-7,44 |
0,24 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
|
f |
0,8кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
1 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,32 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
|
Uвых,В |
-1,47 |
4,37 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
|
δU,В |
-5,79 |
0,14 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
|
f |
0,8кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
2 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,34 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
|
Uвых,В |
-1,09 |
2,99 |
4,06 |
4,35 |
4,42 |
|
δU,В |
-5,43 |
-1,24 |
-0,17 |
0,12 |
0,19 |
|
f |
1,2кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
0,3 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
|
Uвых,В |
6,88 |
4,66 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
|
δU,В |
2,65 |
0,43 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
|
f |
1,2кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
0,7 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
|
Uвых,В |
4,54 |
4,43 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
|
δU,В |
0,31 |
0,20 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
|
f |
1,2кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
1 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
|
Uвых,В |
3,18 |
4,43 |
4,44 |
4,44 |
4,44 |
|
δU,В |
-1,05 |
0,20 |
0,21 |
0,21 |
0,21 |
|
f |
1,2кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
2 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,33 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
|
Uвых,В |
0,80 |
3,92 |
4,37 |
4,44 |
4,44 |
|
δU,В |
-3,53 |
-0,31 |
0,14 |
0,21 |
0,21 |
|
f
|
1,6кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
0,3 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,25 |
4,30 |
4,23 |
4,23 |
4,23 |
|
Uвых,В |
6,68 |
4,41 |
4,43 |
4,40 |
4,48 |
|
δU,В |
2,43 |
0,11 |
0,2 |
0,17 |
0,25 |
|
f |
1,6кГц |
|
|
|
|
|
ϐ |
0,7 |
|
|
|
|
|
ti,мкс |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
Uвх,В |
4,23 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
|
Uвых,В |
4,19 |
4,43 |
4,43 |
4,43 |
4,43 |
|
δU,В |
-0,04 |
0,19 |
0,19 |
0,19 |
0,19 |
|