Transcript MMTL.L1 - Szegedi Tudományegyetem

PARTNEREK:
Ez a dokumentum az Európai Unió pénzügyi támogatásával valósult meg. A dokumentum tartalmáért
teljes mértékben Szegedi Tudományegyetem vállalja a felelősséget, és az semmilyen körülmények között
nem tekinthető az Európai Unió és / vagy az Irányító Hatóság állásfoglalását tükröző tartalomnak.
Modern Méréstechnika
Laboratóriumi gyakorlat
Fajlagos ellenállás mérése Lock-in
méréstechnikával
Lock-in méréstechnika
A Lock-in erősítő
• Nagyon kicsi AC jelek mérése
• Akár milliószor nagyobb zajból kiszűrhető a
hasznos jel
• Fázis-zárt referencia jel használata
Lock-in méréstechnika
Ajánlott irodalom, forrás:
• http://www.thinksrs.com/downloads/PDFs/Ap
plicationNotes/AboutLIAs.pdf
• Lényegesebb fejezetek:
– Phase-Sensitive Detection
– Narrow Band Detection
– Magnitude and Phase
Lock-in méréstechnika
A Lock-in méréstechnika
alapja
1. Vsig * VL :
2. Aluláteresztő szűrő: ha ωr = ωL ,
akkor a szűrőből kijövő DC jel nagysága
arányos a mérendő jel nagyságával
A Lock-in méréstechnika
alapja
• A zajnak azok a frekvencia komponensei, amik
nem egyeznek a referencia jel frekvenciájával
el vannak nyomva, nem vesznek részt a
mérésben
Szimuláció
• A jel és a referencia jel frekvenciája
megegyezik
Szimuláció
• A jel és a referencia jel frekvencia nem egyezik
meg
A Lock-in méréstechnika
alapja
• A mérendő jel nagysága függ a jel és a
referenciajel közti fáziskülönbségtől, amit
megszüntethetünk, ha a jelet vektoros formába
alakítjuk
• A jel amplitúdóját megkapjuk, ha
kiszámítjuk a vektor hosszát
Adatgyűjtés
Szimultán mintavételezés
Alkalmazás-közeli
megvalósítás
• Elegendő a mért jel spektrumából a referencia
jel frekvenciájához tartozó magnitúdó
kiolvasása
• Célhardver fejlesztésekor, viszont spórolás az
erőforrásokkal -> Lock-in algoritmus
Hardver
Négypontos ellenállásmérés
• Tápáram és a
feszültségmérés
szétválasztása
• Kontaktusok
okozta hibák
mérési kiesnek
NI USB 6211 (vagy NI 9205)
•
•
•
•
16 AI Channel (32-Channel)
16-Bit Analog Input
250 kS/s (100 kS/s)
±200 mV to ±10 V
Feladatok
1. Kapcsolás elkészítése
• Készítse el a négypontos mérési elrendezést
• Multiméterrel mérje a kapcsolás soros
ellenállását, ami később a mérendő vezetéken
folyó áram kiszámításához szükséges
• A NI USB 6211 (NI 9263) analóg kimenetéből
maximum 2mA árammal szabad terhelni
2. A szoftver elkészítése
• Tervezze meg a Lock-in méréstechnikát
megvalósító algoritmust
• A korábbi képen lévő kiadott példakódba csak
a Lock-in algorithm nevű subVI tartalmát (a
Lock-in képletét) kell megírni
3. Mérés elvégzése
• Mérje meg a kétféle fémdrót fajlagos
ellenállását (Ω/m)
– Az ellenállást 10 pontban mérje a mérendő
drótszakasz hosszát 1 centiméterenként növelve,
majd grafikonon ábrázolja a mért adatokat
– Illesszen egyenest az adatokra, majd az egyenes
meredekségéből határozza meg a fajlagos
ellenállást
– Határozza meg a mérés nullhibáját, majd
kompenzálja azt
A mérendő vezeték
adatlapja
• http://www.farnell.com/datasheets/1805085.
pdf