POMIARY PARAMETRÓW ELEMENTÓW RLC - Ćwiczenie nr 6

More documents

Recommendations

Info

Laboratorium z przedmiotu Metrologia Omawiana metoda umożliwia pomiar wszystkich parametrów elementów RLC w dwuelementowym schemacie zastępczym. Zostały one przedstawione w tabeli 1. Proces pomiarowy dla wszystkich przypadków przebiega w sposób analogiczny, przy czym w zależności od rodzaju elementu i konfiguracji schematu zastępczego, w poszczególnych fazach cyklu pomiarowego, są wyznaczane różne składowe sygnałów proporcjonalnych do prądu i napięcia na elemencie mierzonym. W tablicy zaznaczono w poszczególnych fazach pomiarowych jaki sygnał jest poddawany detekcji fazoczułej oraz jaka składowa jest z niego wydzielana. Wybór przesunięcia fazowego sygnału odniesienia Uref jest uzależniony od wydzielanej składowej (Re, Im), ale także od żądanej polaryzacji napięcia wyjściowego z detektora fazoczułego. Polaryzacja ta musi być przeciwnego znaku w stosunku do napięcia uzyskiwanego w pierwszym cyklu pracy przetwornika a/c. Warunek ten jest konieczny dla uzyskania poprawnej pracy integratora w przetworniku z podwójnym całkowaniem. Tabela 1. Konfiguracje dwójników mierzonych i parametry cyklu przetwarzania Konfi- guracja równo- legła szere- gowa równo- legła szere- gowa Wielkość mierzona Cp Gp Ls Rs Lp Gp Cs Rs Wydzielone składowe w detektorze fazoczułym Cykl I Cykl II Cykl III T1 T2 T1 T3 T1 T4 ImUu ImUi ImUu ImUi ReUu ReUi ReUu ReUi ReUi ReUu ReUi ReUu ReUu ReUi ReUu ReUi ImUi ImUu ImUi ImUu 10 ReUu ReUi ReUu ReUi Wzór obliczeniowy 1 ω R z 1 R z T T + T T + T 4 1 2 T1 3 1 2 T1 3 2 2 2 T T − T T + T 4 1 2 T1 4 2 2 2 Rz T T + T T ω + T R z 3 1 2 T1 + T 3 2 2 2 T T − T T 4 1 4 2 2 2 Rz 2 2 T1 + T2 ω T T − T T 1 R z 1 ω R z R z 3 1 2 T1 3 + T 2 T T − T T 4 1 4 2 2 2 2 2 T1 + T2 T T − T T 3 1 2 T1 + T 3 2 T T − T T Na podstawie wyznaczonych parametrów (tabela 1) w mikroprocesorze można obliczyć, dla każdej konfiguracji zastępczej, dodatkowe wielkości np.: współczynnik stratności D, współczynnik dobroci Q, moduł i fazę impedancji lub admitancji |Z|, |Y|, ϕ. Reasumując przedstawione powyżej cechy metody można stwierdzić, że umożliwia ona pomiar wszystkich parametrów immitancyjnych w dwuelementowym układzie zastępczym, przy czym proces pomiarowy dla wszystkich przypadków jest analogiczny, a wyznaczenie poszukiwanego parametru jest realizowane na podstawie indywidualnych zależności. 4.2. Metoda pomiaru pojemności z ładowaniem stałym prądem stosowana w multimetrach serwisowych Jedną z metod stosowanych w przenośnych multimetrach cyfrowych do pomiaru pojemności jest metoda bazująca na ładowaniu kondensatora ze wzorcowego źródła prądowego. Napięcie powstające na kondensatorze przy ładowaniu stałym prądem I wynosi: gdzie: τ - czas ładowania, 4 2 2 2 I u c = τ (28) C x
Laboratorium z przedmiotu Metrologia Cx - pojemność kondensatora. Z zależności (28) wynika, że napięcie na kondensatorze zmienia się liniowo, stąd ładując kondensator zawsze do tej samej wartości (kontrolowanej komparatorem), otrzymujemy wprost proporcjonalną zależność między pojemnością a czasem ładowania: I C x = τ (29) u Dlatego pomiar czasu ładowania τ metodą cyfrową przez multimetr daje bezpośrednio wynik pomiaru pojemności Cx. Przedstawiona metoda umożliwia pomiar pojemności z błędem 2%-3% w przypadku kondensatorów o małej składowej rzeczywistej. Natomiast w przypadku pomiaru kondensatorów zbocznikowanych rezystancją lub o dużym współczynniku stratności D > 0,1 błąd szybko wzrasta. Jest to spowodowane zmniejszeniem prądu ładującego pojemność Cx o wartość płynącą przez rezystancję bocznikującą. 5. Miernik RLC 4263B firmy Agilent Przyrząd 4263B jest mikroprocesorowym miernikiem parametrów impedancyjnych elementów RLC (|Z|, R, X, |Y|, G, B, C, L, D, Q) w szeregowym i równoległym układzie zastępczym (z błędem podstawowym 0,1%). Pozwala na pomiary sygnałem o częstotliwości: 100 Hz, 120 Hz, 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz i programowanej amplitudzie w zakresie 20 mV – 1 V z krokiem 5 mV. Zasada działania miernika jest oparta na metodzie przedstawionej w punkcie 4.1.2. Rys. 16 przedstawia ideę połączenia elementu mierzonego (DUT) z generatorem sygnału sinusoidalnego zasilającego DUT oraz układami mierzącymi prąd płynący przez DUT i napięcie występujące na elemencie mierzonym. Zacisk HCUR łączy wyjście generatora z DUT, natomiast LCUR z układem pomiaru prądu (amperomierzem). Pomiar napięcia na elemencie mierzonym jest realizowany za pomocą zacisków HPOT i LPOT. Oznaczenia zacisków literami H i L pokazują wyższy i niższy potencjał występujący na elemencie mierzonym. V Ud A Rys. 16. Obwód wejściowy miernika 4263B ilustrujący ideę pomiaru impedancji na podstawie definicji 5.1. Elementy panelu czołowego miernika Widok panelu czołowego przedstawia rys. 17. Przyciski realizujące dwie funkcje są dodatkowo opisane kolorem niebieskim nad klawiszem. Wybór drugiej funkcji jest poprzedzony naciśnięciem przycisku niebieskiego pełniącego rolę klawisza „Shift”. 11 c H H L L CUR POT POT CUR DUT Rys. 17. Widok panelu czołowego miernika RLC 4263B
Page 1 and 2: POMIARY PARAMETRÓW ELEMENTÓW RLC
Page 3 and 4: 3.1. Mostek Wheatstone’a Laborato
Page 5 and 6: Laboratorium z przedmiotu Metrologi
Page 9: Laboratorium z przedmiotu Metrologi
Page 19 and 20: Tablica 4 Laboratorium z przedmiotu
Page 23: Laboratorium z przedmiotu Metrologi

POMIARY PARAMETRÓW ELEMENTÓW RLC - Ćwiczenie nr 6

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?