1 / 42

DOPRINOS ELEKTRONIKE MJERNOJ TEHNICI

DOPRINOS ELEKTRONIKE MJERNOJ TEHNICI. 1. VELIKA OSJETLJIVOST 2. VELIKA TOČNOST 3. VELIKA BRZINA 4. VELIKA POUZDANOST 5. MALA POTROŠNJA ENERGIJE 6. RAZNOVRSNOST MJERNIH POSTUPAKA 7. JEDNOSTAVNOST PRIJENOSA PODATAKA NA DALJINU 8. MOGUĆNOST POHRANE PODATAKA

fiona
Download Presentation

DOPRINOS ELEKTRONIKE MJERNOJ TEHNICI

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. DOPRINOS ELEKTRONIKE MJERNOJ TEHNICI 1. VELIKA OSJETLJIVOST 2. VELIKA TOČNOST 3. VELIKA BRZINA 4. VELIKA POUZDANOST 5. MALA POTROŠNJA ENERGIJE 6. RAZNOVRSNOST MJERNIH POSTUPAKA 7. JEDNOSTAVNOST PRIJENOSA PODATAKA NA DALJINU 8. MOGUĆNOST POHRANE PODATAKA 9. RAZNOVRSNE MOGUĆNOSTI OBRADBE PODATAKA

  2. Elektronički mjerni sustav MJERNI KANAL / LANAC / SUSTAV A PRILAGODBA SIGNALA ANALOGNO KORISNIČKO SUČELJE MJERENI MEDIJ PRETVORNIK PODATAK INFORMACIJA D DIGITALNO KORISNIČKO SUČELJE REF. IZVOR DIGITALNA OBRADBA S & H + A/D OSJETILO UMJERAVANJE ELEKTRIČKI SIGNAL UMJERAVANJE REF. IZVOR

  3. VRSTE OBRADBEANALOGNA DIGITALNA PREDNOSTIMANEPREDNOSTIMANE U STVARNOM NIJE U STVARNOM VREMENU ! VREMENU ! -OSJETILA I -ŠUM -NEOSJETLJIVOST -POSLJEDICE PRETVORNICI -POSMAK NA SMETNJE, ŠUM OTIPKAVANJA SU ANALOGNI NULE I POSMAK I KVANTIZACIJE -JEDNOSTAVNOST -PAMĆENJE -JEDNOSTAVNI -ČESTO KONCEPCIJE PODATAKA PRIJENOS PREVELIKA -LAKOĆA REALIZACIJE -NESTABILNOST -JEDNOSTAVNA TOČNOST POHRANA I -NEPREGLEDNOST OBRADBA OČITANJA PODATAKA -NESIGURNOST -LAKO GALVANSKO U KARAKTER ODVAJANJE MJERENE VELIČINE -PROGRAMABILNOST SUSTAVA

  4. VRSTE SUSTAVA 1. OTVORENI 2. ZATVORENI 3. AUTOMATIZIRANI

  5. 1. OTVORENI MJERNI SUSTAV X0 X1 Xn H1 Hj H2 Hn Xsm SMETNJA OSJETLJIVOST NA SMETNJE PROMJENE U PRIJENOSNOJ FUNKCIJIHi (t) MJERNA NESIGURNOST NELINEARNOST

  6. 2) ZATVORENI MJERNI SUSTAV X3 = f (X0) X1 = X0 - X3 X0 + X1 X2 H1 - X3 H2 PRIKAZ X3 (1 + H1H2) = H1H2 X0 H1H2>>  X3 = X0

  7. 3) AUTOMATIZIRANI MJERNI SUSTAV UGRAĐENO (engl. embedded) OBR A/D RAČU- NALO K.S. SAMOSTALNO (osobno računalo) K.S. OBR A/D IZLAZNO KORISNIČKO SUČELJE: - PRIKAZ - POHRANA - RAČUNALNA MREŽA ULAZNO K.S.

  8. Temeljne značajke mjernih sustava 1. STATIČKE 2. DINAMIČKE Ulazni signal u =Usint Statičke određuju AMPLITUDNE, a dinamičke određujuFREKVENCIJSKEznačajke prijenosa signala ! Statičke značajke vrijede u STACIONARNIM UVJETIMA, tj. u utitranom stanju i u određenom frekvencijskom području

  9. STATIČKE KARAKTERISTIKE MJERNIH SUSTAVA 1. OSJETLJIVOST(SENSITIVITY) - omjer promjene izlazne veličine uslijed promjene ulazne veličine S = dy/dx u linearnim sustavima bez posmaka S = y/x (izražava se u npr. V/μV, o/V, V/K, itd.)

  10. 2. RAZLUČLJIVOST(RESOLUTION) - značajka mjernih sustava koja izražava mogućnost razlikovanja (JASNO UOČLJIVE PROMJENE IZLAZNE VELIČINE) malih promjena mjerene (ULAZNE)veličine - izražava se kao apsolutna vrijednost, ili kao % pune skale (FS) ( ovisi o tome kako fino je napravljena skala; - u digitalnim sustavima najčešće 1 )

  11. 3. TOČNOST(ACCURACY) - značajka mjernih sustava, koja pokazuje koliko su mjereni rezultati izlazne veličine blizu STVARNOJ ili DEFINIRANOJ vrijednosti mjerene veličine, te odredjuje granice mjerne pogreške UMJERAVANJE - osigurava točnost i omogućuje njihovo određivanje (izražava se u %, %0, ppm (parts per million) pune skale, itd.)

  12. 4. TOLERANCIJA(TOLERANCE) -maksimalno odstupanje neke mjerene veličine u odnosu na deklariranu vrijednost -tipično za elektroničke komponente, ali i za ugradbene instrumente (izražava se u % deklarirane vrijednosti)

  13. 5. PONOVLJIVOST (REPEATABILITY) A) kratkotrajna - pokazuje blizinu (slaganje mjernih rezultata) izlaznih veličina u PONOVLJIVIM mjerenjima ISTE ulazne veličine, u KRATKOM vremenskom razdoblju, ISTIM uvjetima okoline, ISTIM uređajima = KRATKOTRAJNA STABILNOST B) dugotrajna(REPRODUCIBILITY) - u DULJEM vremenskom razdoblju u RAZLIČITIM uvjetima okoline i/ili PROMJENJENIM uređajima ISTA ULAZNA VELIČINA

  14. 6. PRECIZNOST ( PRECISION ) - pokazuje NEOSJETLJIVOST mjernog sustava na slučajne pogreške - deklarativan pojam (obično se ne izražava numerički) - razlika od Točnosti! P, ne T T, P ne T, ne P

  15. 7. LINEARNOST (LINEARITY) y = k x sustav je linearan (k = konstanta) Odstupanje od linearnosti • NELINEARNOST- maksimalno odstupanje od linearnosti- krivulja odstupanja najmanjih kvadratnih udaljenosti • ZASIĆENJE - UVIJEK prisutna pojava zbog fizičkih ograničenja napajanja (dovoda energije) sklopovlja

  16. AMPLITUDNO – AMPLITUDNA KARAKTERISTIKA uiz uiz t uul uul t

  17. b a y x POGREŠKE LINEARNIH SUSTAVA a) POSMAK NULE b) PROMJENA OSJETLJIVOSTI (faktora skale, pojačanja)

  18. 8. MJERNI OPSEG(MEASURING RANGE) - razlika najmanje i najveće vrijednosti ulazne veličine, koju mjernim uređajem možemo izmjeriti 9. DINAMIČKO PODRUČJE(DYNAMIC RANGE) - omjer najveće i najmanje ulazne veličine unutar koje je karakteristika linearna

  19. ŠUM (eng. NOISE) = slučajne fluktuacije mjerene veličine “vidljive” kod malih vrijednosti signala  ograničenje osjetljivosti i točnosti y x

  20. JEDNOZNAČNOST ODSTUPANJE a) HISTEREZA b) MRTVI HOD c) PRESKOK d) PROBOJ y y y y x x x x a) b) c) d)

  21. DINAMIČKE KARAKTERISTIKE opisuju svojstva mjerenog sustava u ovisnosti o brzini promjene ulazne veličine ( frekvenciji ulaznog signala )

  22. SUSTAV 0 - tog REDA y = k x k = S (statička osjetljivost) Izlazna veličina NEPOSREDNO slijedi ulaznu (npr. POTENCIOMETAR)

  23. Idealna amplitudna i fazna karakteristika sustava • Prijenos bez izobličenja signala • A = konstantno, tj. A nije f ( ) • linearna fazna karakteristika  = f ( ) = (-)  • konstantno vrijeme kašnjenja  =  /  A konst.   lin.   konst.

  24. SUSTAV 1 - og REDA - opisan je linearnom diferencijalnom jednadžbom prvog reda a0, b0 - konstante Uz supstituciju: Jednadžba poprima oblik: gdje je: τ - vremenska konstanta (nije kašnjenje!), S0 - statička osjetljivost

  25. RC - član ( S0 = 1 )  = RC !g= 2fg = 1/RC Prijenosna funkcija Odziv na sinusoidalnu pobudu Frekvencijski odziv - zajednička informacija o amplitudi i fazi Amplitudna karakteristika Fazna karakteristika

  26. FREKVENCIJSKI ODZIV AMPLITUDA fg = 0.16 / RC FAZA

  27. RC - član Odziv sustava na pobudu jediničnim skokom 0 za t < 0 1 za t > 0 daje uz početni uvjet y = 0 u t = 0 S(t) = Rješenje u vremenskoj domeni tr = t2 - t1 = VRIJEME PORASTA tr = 2,2 τ = 2,2 • 0,16 / fg = 0,35 / fg

  28. CR - član ( S0 = 1 ) Amplitudna karakteristika Fazna karakteristika Vrijeme pada

  29. RC - član  INTEGRATOR? UVJET A A0 fg f

  30. CR - član  DERIVATOR? UVJET A A0 fd f

  31. SUSTAV 1-og REDA C1 R2 Idealno (odvojno!) pojačalo R1 u2 u1 C2

  32. AMPLITUDNO-FREKVENCIJSKA KARAKTERISTIKA A A0 RADNO PODRUČJE  f = fg – fd fd fg f FAZNO-FREKVENCIJSKA KARAKTERISTIKA (°) LINEARNA FAZA   = konst +90 fg +45 0  = VRIJEME KAŠNJENJA (VRIJEME PROLETA) -45 fd -90

  33. PROBLEM U ul 100% 90% t Uul U izl H1 SONDA H2 OSCILOSKOP 10% 0% A1, fg1, tr1 A2, fg2, tr2 rise time, tr H1, H2... Hn sustavi s “Gaussovom” karakteristikom RJEŠENJE 0 -3 Overshoot H(f),dB u(t) t 105 106 107 f Preshoot tr=35ns Ringing

  34. !

  35. SUSTAV 2. REDA

  36. SUSTAV 2 - og REDA • ODZIV NA JEDINIČNI SKOK

  37. LINEARNA IZOBLIČENJA Nastaju zbog odstupanja od idealne amplitudne i fazne karakteristike Promjenom amplituda i faza komponenata signala (nema novih spektralnih komponenata !!) mijenja se VALNI OBLIK SIGNALA • Primjer: uul = u1 + u3 u1 = U1 sin (2f1) u3 = 0,25 U1 sin (23f1) uizl = u1 - u3 A 1 f f1 3f1 φ f -180

  38. |Uul|= |Uizl| f0 3f0 f uizl uul u1 u1 t t u3 -u3

  39. Nelinearna izobličenja – promjena VALNOG OBLIKA zbog novih frekvencijskih komponenti u signalu - Primjer: nelinearna ulazno-izlazna karakteristika (zasićenje) - ulazni signal: uul = Uul sin (2f0) - izlazni signal: uizl Ui sin (2fi)

  40. AMPL. – AMPL. KARAKTERISTIKA uiz uiz t uul uul t

  41. Nelinearna izobličenja – u frekvencijskoj karakteristici izlaznog signala pojavili su se neparni viši harmonici ulaznog signala ULAZNI SIGNAL IZLAZNI SIGNAL A A A 1 1 1 11 11 8 8 10-3 10-3 6 6 f0 f0 f f f0 f0 5f0 7f0 11f0 13f0 5f0 7f0 11f0 13f0 f f

More Related