лабы / метра6

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ИИСТ

отчет

по лабораторной работе №6

по дисциплине «Метрология и измерительная техника»

Тема: «Динамический режим средств измерений»

Студенты гр. 358		.
		.
Преподаватель		Гелета А.А.

Санкт-Петербург

2025

Обработка результатов измерений

1.Построение графиков входного и выходного сигналов

По данным, полученным в ходе проведения лабораторной работы, построим графики входного и выходного сигналов при постоянных .

Рассмотрим случаи при постоянной частоте :

Далее рассмотрим случаи, где постоянной является коэффициент демпфирования, :

По полученным графикам можно сделать выводы, что при постоянной частоте и при увеличении время установления уменьшается, а далее достигает максимума. Если же постоянным является коэффициент демпфирования и увеличивается , то время установления уменьшается.

2. Исследование динамического режим заданных средств измерений при ступенчатом изменении входного сигнала.

Определим динамическую погрешность при заданных параметрах:

– частота собственных колебаний f₀ = 1,2 кГц,

– коэффициент демпфирования β = 0,7.

Пример расчета при t= 0,2 мс:

U_вых= 2,55, U_вх= 2,28 ; ΔU= U_вх - U_вых= 2,28 – 2,55 = -0,27 [В]

Результаты измерений и вычислений представим в таблице

Таблица 1 - Динамическая погрешность при f₀ = 1,2 кГц и β = 0,7

t, мс	0	0,16	0,2	0,3	0,4	0,8	1,2
Uвых, В	-1,87	2,35	2,55	2,4	2,34	2,35	2,35
Uвх, В	2,28	2,28	2,28	2,28	2,28	2,28	2,28
ΔU, B	4,15	-0,07	-0,27	-0,12	-0,06	-0,07	-0,07

Рисунок 1 - График входного и выходного сигналов

Рисунок 2 - Динамическая погрешность при заданных преподавателем значениях (f₀ = 1,2 кГц и β = 0,7)

При увеличении частоты колебаний в рамках фиксированного коэффициента демпфирования падает динамическая погрешность.

3. Время установления выходного сигнала для различных частот собственных колебаний при заданном коэффициенте демпфирования.

Таблица 2 – Влияние частоты на время установления

	f0, кГц	0,4	0,8	1,2	1,6
β = 0,3	t, мс	1,24	0,88	0,6	0,44
β = 0,7	t, мс	1,28	0,64	0,4	0,32
β = 1	t, мс	0,76	0,4	0,24	0,2
β = 2	t, мс	-	0,92	0,6	0,28

Построим график зависимости времени установления от частоты при постоянном коэффициенте демпфирования (рисунок 3).

Рисунок 3 - Время установления выходного сигнала для различных частот собственных колебаний при заданном коэффициенте демпфирования

Было выяснено, что при заданном коэффициенте демпфирования с ростом частоты собственных колебаний время установления сигнала уменьшается.

4. При заданных частотах найдем значения t для различных коэффициентов демпфирования.

Таблица 3 - Влияние коэффициента демпфирования на время установления

	β	0,3	0,7	1	2
f0 = 0,4	t, мс	1,24	1,28	0,76	-
f0 = 0,8	t, мс	0,88	0,64	0,4	0,92
f0 = 1,2	t, мс	0,6	0,4	0,24	0,6
f0 = 1,6	t, мс	0,44	0,32	0,6	0,28

Построим график зависимости времени установления от коэффициента демпфирования при постоянной частоте (рисунок 4).

Рисунок 4 - Время установления выходного сигнала для различных коэффициентов демпфирования при заданной частоте

При фиксированной частоте время установления сигнала сначала падает, затем достигает минимума и после начинает расти. При заданной частоте собственных колебаний время установления минимально при β = 1, при уменьшении или увеличении коэффициента демпфирования от значения 1 время установления увеличивается.

Вывод: В ходе проведения лабораторной работы был изучен динамический режим средств измерений при ступенчатом изменении входного сигнала, а именно была определена динамическая погрешность при заданных параметрах звена, построены графики входного и выходного сигналов и графики динамической погрешности.

Определили время установления выходного сигнала для различных частот при заданном коэффициенте демпфирования и для различных коэффициентов демпфирования при заданных частотах, построили графики зависимости времени установления от частоты и от коэффициента демпфирования.

Были сделаны следующие выводы о влиянии частоты и коэффициента демпфирования на время установления и динамическую погрешность: при увеличении частоты колебаний в рамках фиксированного коэффициента демпфирования падает динамическая погрешность и уменьшается время установления сигнала; при фиксированной частоте время установления сигнала сначала падает, затем достигает минимума (при котором также минимальна динамическая погрешность) и после начинает расти.

Протокол: