MIERNICTWO PDF

✅ PODZIAŁ: ✅ 1 - Dawid ✅ 2 - Dawid ✅ 3 - Dawid ✅ 4 - Przemo ✅ 5 - Olek ✅ 6 - Mikołaj Wrotyński ✅ 7 - Janek ✅ 8 - Janek ✅ 9 - Ala ✅ 10 - Ala ✅ 11 - Przemo ✅ 12 - Krys...

✅ PODZIAŁ: ✅ 1 - Dawid ✅ 2 - Dawid ✅ 3 - Dawid ✅ 4 - Przemo ✅ 5 - Olek ✅ 6 - Mikołaj Wrotyński ✅ 7 - Janek ✅ 8 - Janek ✅ 9 - Ala ✅ 10 - Ala ✅ 11 - Przemo ✅ 12 - Krystian 13 - Tymek WYKLAD 1 - Podstawy i dobre praktyki metrologii Procesy poznawania rzeczywistości: -​ (s)postrzeganie -​ obserwacja -​ eksperyment Cel eksperymentu - uzyskanie informacji o obiektach i zjawiskach Informacja może mieć charakter: -​ jakościowy (jakie to jest?) -​ ilościowy (ile tego jest?) Wielkość - cecha obiektu którą można wyróżnić jakościowo i wyznaczyć ilościowo za pomocą liczby i jednostki odniesienia Wartość - ilościowe wyrażenie wielkości poprzez podanie liczby i jednostki miary POMIAR TO: -​ brak jednoznacznej definicji  -​ proces doświadczalnego wyrażenia wartości wielkości (które mogą być przyporządkowane wartościom VIM) -​ czynności po których możemy stwierdzić że w chwili pomiaru wielkość mierzona X miała wartość a narzędzi pomiarowych JAKIEJ INFORMACJI OCZEKUJEMY?: -​ jakościowej -​ ilościowej -​ INFORMACJA: a)​ zgrubna (szacowanie) b)​ o dokładności użytkowej (pomiar, “codzienny”) c)​ o najwyższej dokładności JAKĄ WIELKOŚĆ FIZYCZNĄ CHCEMY ZMIERZYĆ? -​ pomiary wielkości fizycznych -​ pomiary “systemowe” (np. jakości usług, analizy danych) JAKIEJ METODY/NARZĘDZI MOŻEMY UŻYĆ: -​ konieczność “rozeznania tematu” -​ znajomość metod pomiarowych -​ dobór metody - “mierz siły na zamiary” -​ niezbędna teoria - metody pomiarowe METODY POMIAROWE POŚREDNIE: -​ wartość OBLICZA się METODY POMIAROWE BEZPOŚREDNIE: -​ wychyłowa -​ różnicowa -​ METODY ZEROWE: a)​ kompensacyjna b)​ komparacyjna c)​ “przez podstawianie” NARZĘDZIA POMIAROWE: -​ wzorce miar -​ sprawdziany -​ przyrządy pomiarowe -​ przetworniki pomiarowe PODSTAWOWE CECHY POMIARU: -​ wynik powinien być wiarygodny/miarodajny -​ wynik powinien być użyteczny do określonego celu -​ wynik powinien mieć oszacowaną niepewność/błąd -​ niepewność pomiaru powinna być adekwatna do potrzeb -​ KAŻDY WYNIK POWINIEN ZOSTAĆ PRZEANALIZOWANY PRZED AKCEPTACJĄ GO WYNIK POMIARU musi być zachowany do dalszej analizy lub przekazania “Klientowi”: -​ jedną z podstawowych cech pomiarów jest ich odtwarzalność -​ dla zapewnienia odtwarzalności trzeba udokumentować cały proces pomiarowy: a)​ metody b)​ sprzęt c)​ układ pomiarowy d)​ warunki pomiaru e)​ osoby wykonujące pomiar f)​ daty PIERWSZE PRZYBLIŻENIE: -​ najprościej - zestawić uzyskane wyniki wraz z niepewnościami obok siebie i określić część wspólną -​ można to zrobić przedziałami liczbowymi albo graficznie -​ -​ przy takim porównaniu od razu widać potencjalne błędy - błędy grube -​ widać wyniki o większej wadze - wyniki o najmniejszych niepewnościach -​ takie zestawienie pomaga wybrać metodę określania wyniku końcowego -​ ŻEBY PORÓWNAŃ WYNIKI TRZEBA ZNAĆ ZALEŻNOŚCI MIĘDZY NIMI, do tego potrzeba skali SKALE POMIAROWE: -​ jest to całkowicie uporządkowany według relacji nierówności zbiór wartości z danego rodzaju wielkości -​ rodzaje skal: a)​ skala nominalna (oparta tylko na równowazności)  b)​ skala porządkowa (pozwalają na ścisłe uporządkowanie) c)​ skala addytywna (interwałowa) (różnice da sie policzyć, brak punktu zerowego) d)​ skala ilorazowa (zawiera zero bezwzględne, można formułować proporcje) POMIAR POJEDYNCZEJ WARTOŚCI A POMIARY FUNKCYJNE: -​ pomiary funkcyjne - różnych zależności albo zmiany parametrów określonej wartości -​ wynik pomiaru pojedynczej wartości wyznacza się na podstawie przeprowadzonych pomiarów jako liczbę i jednostkę wraz z niepewnością -​ jeżeli pomiar dotyczy określonej zależności funkcyjnej, wynikiem jest seria pomiarów przy różnych parametrach wielkości mierzonej -​ pomiary wymagają dodatkowych przygotowań PRZYGOTOWANIE POMIARÓW FUNKCYJNYCH: -​ określenie zakresu zmian parametru wejściowego/wyjściowego -​ określenie zasady doboru punktów pomiarowych, ich liczby oraz odstępu między punktami a)​ małe zmiany wartości wyjściowej - większy odstęp między punktami b)​ duże zmiany wartości wyjściowej - zagęszczenie odstępu między punkrami WYKLAD 3 - Wzorce WZORCOWE JEDNOSTKI MIAR POWINNY SPEŁNIAĆ WYMAGANIA: -​ niezmienność w czasie -​ duża dokładność -​ łatwa odtwarzalność -​ łatwa porównywalność PRZYCZYNY ZMIAN: -​ niestałość wzorców materialnych -​ trudność w odtwarzaniu jednostek -​ postęp technologiczny -​ definicja uniezależniona od miejsca we wszechświecie czy cywilizacji NAJCZĘŚCIEJ WYKORZYSTYWANE WZORCE MIAR WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH: -​ napięcie -​ prąd -​ rezystancja -​ pojemność -​ indukcyjność -​ częstotliwość PODSTAWOWE JEDNOSTKI UKŁADU SI: -​ masa [kg] -​ czas [s] -​ długość [m] -​ temperatura [K] -​ natężenie [A] -​ światłość [cd] -​ liczność materii [mol] NAPIĘCIE Napięcie między dwoma punktami A i B oznacza pracę, która zostanie wykonana nad próbnym ładunkiem przy jego transporcie z B do A podzieloną przez wartość tego ładunku, czyli praca na jednostkę ładunku. SEM - siły elektromotoryczne, występują na zaciskach źródeł energii. Spadki napięć (U) to po prostu obniżenia potencjału na elementach stanowiących obwód elektryczny wspólnie z siłami elektromotorycznymi WZORCE NAPIĘCIOWE: -​ Złącze Josephsona (wzorce pierwotne/etalony napięcia) -​ Ogniwo Westona (wzorce odniesienia, wzorce niższych rzędów) -​ Dioda Zenera (wzorce robocze) WZORCE PRĄDU: -​ Wagi prądowe (wzorce pierwotne) -​ Amper -​ Kalibratory prądu (wzorce odniesienia i niższych rzędów) REZYSTANCJA REZYSTANCJA - opór, oporność, wielkość charakteryzująca relację między napięciem a natężeniem prądu w obwodach prądu stałego. W prądzie przemiennym nazywa się to częścią rzeczywistą impedancji zespolonej Rezystancja określana jest zależnością R = pL/S gdzie p - rezystywność właściwa materiału L - długość materiału S - powierzchnia przekroju poprzecznego przewodnika WZORCE REZYSTANCJI: -​ kwantowy efekt Halla (wzorce pierwotne) -​ Rezystory wzorcowe (wzorce odniesienia, niższych rzędów) -​ oporniki wzorcowe OPORNIKI WZORCOWE: -​ duża rezystywność -​ mały współczynnik temperaturowy -​ mała siła termoelektryczna w styku z miedzią -​ stałość oporu w czasie -​ duża wytrzymałość mechaniczna i cieplna WYMAGANIA SPEŁNIAJĄ STOPY: -​ miedzi -​ manganu (manganin) -​ niklu (nikrothal) TOLERANCJA REZYSTANCJI (będzie na labach więc chyba trza umieć XD) POJEMNOŚĆ -​ Jeżeli dowolny izolowany przedmiot metalowy naładujemy ładunkiem Q, to ten przewodnik uzyska pewien potencjał elektryczny V, o tym jak duży będzie to potencjał decyduje POJEMNOŚĆ ELEKTRYCZNA C -​ pojemność elektryczną przewodnika definiujemy jako stosunek ładunku Q do wartości V -​ pojemność elektryczną ma każdy przewodnik, nawet przewód użyty do połączeń WZORCE POJEMNOŚCI: -​ kondensatory liczalne (wzorce pierwotne) -​ kondensatory płaskie (wzorce niższych rzędów) INDUKCYJNOŚĆ WZORCE INDUKCYJNOŚCI: -​ cewki indukcyjności własnej -​ cewki indukcyjności wzajemnej CZAS I CZĘSTOTLIWOŚĆ WZORCE CZĘSTOTLIWOŚCI: -​ fontanna cezowa (wzorce pierwotne) -​ cezowe zegary atomowe (wzorce odniesienia i niższych rzędów) -​ generatory kwarcowe (wzorce robocze) -​ radiowe sygnały częstotliwości wzorcowych SUMMARY (zajebane od Fronczek) WYKŁAD 4 - Wynik, Klasyfikacja błędów, Niepewności pomiarowe, Niepewność standardowa całkowita made by pszemo™, sponsored by miernictwo dla jebanych debili, napisane pod wpływem PO CO TO: Kwestia jest taka, że KAŻDY POMIAR, CZEGOKOLWIEK traktujemy jako ZDARZENIE LOSOWE Dlatemu też, trzeba posiadać odpowiednie narzędzia, nie tylko matematyczne, aby móc obliczyć, oszacować i uwzględnić niektóre przypadki, w taki sposób, aby ten wynik pomiaru miał jak najmniejszy błąd w takim razie: CZYM JEST WYNIK????? Wynik pomiaru to: 1)​ jakaś liczba 2)​ jakaś liczba wielowymiarowa (np. punkt w przestrzeni 3D (hehe pb3d)) 3)​ rozkład czasowy (czas zapierdalania na PWr) 4)​ wartość: a)​ średnia (np. z ilu list u bazana oceniasz je za chujowe) b)​ skuteczna (np. sumarycznie jak chujowo było u bazana na wykładach) c)​ widmo sygnału (np. w jakim spektrum życia laby/wykłady z bazanem wpłynęły na twoje zdrowie psychiczne; albo że ruter (a tak naprawde access point) ci nadaje na dużym spektrum sygnału bo masz WiFi 6 i ci sie szybko gierki pobierają, bo może dużo czerpać z rutera (a tak naprawde access point)) 5)​ jakaś funkcja (np. zabawa po ilości alkoholu) przedstawiona za pomocą: a)​ tablicy (np. ilość rzygnięć na ilość promili alkoholu we krwi) b)​ wykresu (np. jak chujowa (albo dobra) muzyka była grana przez cały czas imprezy) Jak zrobisz pomiar dużo razy, to masz zbiór wartości (niesamowite), rozrzuconych wokół wartości średniej, która najczęściej najbliższej wartości prawdziwej (japierdole kto by pomyślał) No i jak można taki wynik klasyfikować????​ Otóż istnieje parę cech wyniku, które można przyrównać do trafiania do kibla w sikaniu na stojąco: -​ Dokładność: czy celujesz do środka dziury. Niedokładnie to jakbyś obsikał całą deche na około. -​ Precyzja: czy trafiasz w to samo miejsce (oby to był środek). To jakbyś celowo sikał kurwa obok kibla fuj. -​ Prawdziwość: czy na pewno sikasz do kibla? możesz oblać tak kibel, że niby średnia z tego będzie mówiła że celujesz w środek, ale no możesz zajebać idealne kółko na desce i nikt ci tego nie udowodni gnoju jebany -​ Czułość: czy jak ci jedna kropla spadnie na deche to czy ktoś zauważy… -​ Rozdzielczość: jak zajebiście potrafisz trzymać berło, aby były mikroskopijne różnice w “rozrzucie”. Jak zajebiesz dwie krople na desce TAK IDEALNIE, żeby sie nie połączyły to możesz iść na pozycje kurwa operowania silnikami w drukarkach 3D, bo pewnie są od ciebie chujowsze W innych przypadkach niż podane przykłady, w sprzęcie pomiarowym jest o wiele łatwiej uzyskać większą rozdzielczość i czułość, niż dokładność czy precyzje… aka możesz mieć POJEBANIE zaokrąglone cyferki DO PIERDOLONEJ DZIESIĄTEJ VOLTA, I JAK KURWA USIĄDZIESZ INACZEJ TO SIĘ ZMIENI WYNIK, ale czy na pewno jest kurwa solidny i poprawny… no raczej kurwa nie więc jak już ma być chujowo to jak zaklasyfikować tą chujowość, czyli: CZYM JEST BŁĄD??? Masz dwa pomiary, 5V i 6V, w takim razie jeżeli istnieje pewna zależność: 5V może zastąpić te 6V (np jeżeli wszystkie poprzednie wyniki wskazywały np 4,99 i 5,02 wolta), albo odtworzyć poprzedni wynik (no ale 5V raczej nie jest 6V, jakbyśmy znowu mieli 5 to git) natomiast to 6V, może nam służyć za punkt odniesienia (o chuj coś zjebałem), albo być wzorcem do pierwszego (jednak wszystko wskazuje że jednak 6V, a nie 5V, np. jak Frączek mówiła, że aparatura pomiarowa musi sie rozgrzać(??????)) Jak klasyfikujemy błędy??​ ​ Błąd systematyczny - ma jakieś określone podłoże, które jest stałe, lub zmienia się w stały sposób (kolega/prowadzący zajęcia cie trolluje i co chwila podwyższa napięcia (on tylko wie a ty mierzysz jak debil)) ​ Błąd przypadkowy, znany również jako błąd losowy: fale kosmiczne ci zakłóciły miernik i przez to masz 1000V zamiast 5V (nawiązanie do jebanego glitcha z mario pozdrawiam) ​ Błąd gruby: (tldr: skill issue lub zawracanie na rondzie skręcając w lewo xddd) z twojej nieuwagi wsadziłeś sondy oscyloskopu zamiast w jakiś mierzony układ, do gniazdka i cie zmiotło z planszy LUB to co użyłeś było chujowe i ci dało chujowy wynik, albo jakiś inny pojebany błąd Błędy grube powinne być podczas analizy wyjebywane ze zbioru rozpatrywanych wyników. jak już są zdefiniowane błędy to SKĄD SIĘ BIORĄ??????​ ŹRÓDŁA BŁĘDÓW! 1.​ niepełna definicja wielkości mierzonej, 2.​ niedoskonała realizacja definicji wielkości mierzonej, 3.​ nie reprezentatywne pobieranie próbek, tzn. mierzona próbka nie jest reprezentatywna dla zdefiniowanej wielkości mierzonej, 4.​ niepełna znajomość wpływu warunków środowiskowych na procedurę pomiarową lub niedoskonały pomiar parametrów charakteryzujących te warunki, 5.​ subiektywne błędy w odczytywaniu wskazań przyrządów analogowych, 6.​ skończona rozdzielczość lub próg pobudliwości przyrządu, 7.​ niedokładnie znane wartości przypisane wzorcom i materiałom odniesienia, 8.​ niedokładnie znane wartości stałych i innych parametrów, otrzymanych ze źródeł zewnętrznych i stosowanych w procedurach przetwarzania danych, 9.​ upraszczające przybliżenia i założenia stosowane w metodach i procedurach pomiarowych, 10.​rozrzut wartości wielkości mierzonej uzyskanych podczas obserwacji powtarzanych w warunkach pozornie identycznych. kurwa tyle tych błędów, ale jak je jakoś OPISAĆ? nie martw się, bo istnieją SPOSOBY TEORETYCZNEGO OPISU BŁĘDU POMIARU Błąd to nie jest tylko jakaś jedna cecha, to ZESPÓŁ cech, które mogą wynikać z różnych przyczyn (np. bycie najebanym, ale np. też bycie debilem). Mała część zjawisk jest opisywana przez ściśle teorie fizyczne. Jest np. MODEL INTERWAŁOWY (PRZEDZIAŁOWY) czyli mamy jakieś x i Δx, gdzie x to jakaś “główna wartość”, a Δx to “rozrzut” typu kupiłeś miernik z precyzją 1V (chujowy), a mierzy tylko wokół 100V (po chuj ci taki xd), wtedy można to zapisać jako​ ​ (100V +/- 1V) to przedstawienie ma model deterministyczny, czyli nie posługuje się pojęciem prawdopodobieństwa. istnieje też KLASYCZNY MODEL STATYSTYCZNY gdzie “wynik jest liczbą losową o rozkładzie prawdopodobieństwa, dla którego istnieje odchylenie standardowe” jest se wartość X i za pomocą coraz większej ilości pomiarów ustalamy z Y, Z, W, A, B, że to X to X, w jakimś przedziale formalnie przedstawia tak to ta ilustracja prezentacyjna: ale właśnie dla każdego pomiaru istnieją,,,,,,........ NIEPEWNOŚCI POMIAROWE Niepewność pomiaru (Δx), to taka różnica pomiędzy wartością prawdziwą, a mierzoną natomiast jest też Względna niepewność (δx), gdzie jest to stosunek błędu pomiaru (bezwzględnego, czyli to wyżej), do prawdziwej wartości; Często wyrażany jako %, albo ppm. (parts per milion) Niepewność pomiaru to przedział wokół wartości zmierzonej, w którym ze ZNACZNYM prawdopodobieństwem, jest to co mierzymy​ ​ jest to krzywa dzwonowa (taka górka na wykresie), gdzie 𝜎 (sigma) to 68%, 2𝜎 - 95%, 3𝜎 - 99,73% istnieje kilka zilustrowanych przykładów, jak wyglądają różne losowe (śmieszne bo rozciągnięte) istniej coś takiego jak Teoria niepewności, (co jak wcześniej powiedziałem) zakłada, że WSZYSTKO CO ZMIERZYLIŚMY JEST LOSOWE I CHUJ! a więc podlega prawom statystyki :3 Więc każdy pojedynczy pomiar, można wsadzić w jakąś funkcję statystyczną i z niego wnioskować pozostałe wyniki (czy coś takiego) WYKŁAD 5 Jak eliminować błędy grube: · Obliczamy wartość średnią z naszej serii pomiarów · Obliczamy odchylenie standardowe · Obliczenie granicy przedziału „3 sigma” · Odrzucenie wyników niemieszczących się w przedziale Kiedy przedstawiamy wyniki pomiarów zawsze powinniśmy informować o wartości wielkości zmierzonej (bardziej po ludzku liczba jaką dostaliśmy i wielkość typu, np. napięcie) oraz o jednostce w jakiej wielkość była mierzona. Bez tych informacji wynik jest bezwartościowy. Gdy zaokrąglamy to: · Niepewności pomiarowe zaokrąglamy zawsze w górę · Stosujemy zaokrąglenie do dwóch cyfr znaczących Definicje ​ Błąd systematyczny - błąd wynikający z zastosowanej metody pomiaru lub innych przyczyn (na przykład niedających się wykluczyć, ale znanych zjawisk mających wpływ na pomiar), zwykle zmieniający wyniki pomiaru jednostronnie ​ Do przyczyn powstawania błędów systematycznych zaliczamy: · zmiany obiektu badanego po dołączeniu do urządzenia lub układu pomiarowego, · wykonanie przyrządów pomiarowych – skalowanie lub wzorcowanie, montaż, · wpływ otoczenia na stanowisko pomiarowe. Błąd przypadkowy (błąd losowy) – rodzaj błędu pomiaru, niewynikający z czynników systematycznych, powtarzalnych. Nie można z góry przewidzieć jego wartości w kolejnych pomiarach. Informację na temat skali występowania tego błędu można uzyskać po wykonaniu serii pomiarów i wyliczeniu wybranej miary zróżnicowania rozkładu, np. odchylenia standardowego. Prawdopodobieństwo uzyskania dowolnego wyniku mieszczącego się w przedziale wyznaczonym przez wynik pomiaru i dokładność wzorcowania jest takie samo. Tego typu rozkład prawdopodobieństwa nazywa się rozkładem jednostajnym oraz przyjmuje się, że jest ono równe niepewności standardowej typu B i wyraża się poniższym wzorem Błąd instrumentalny jest błędem wynikającym z niedokładności zastosowanych przyrządów pomiarowych. Błąd ten występuje zawsze, można go zmniejszyć stosując dokładniejsze przyrządy. Błąd metody jest błędem systematycznym wynikającym z przyjętej metody pomiarowej, właściwości narzędzia pomiarowego lub sposobu opracowywania wyników pomiaru. Błąd metody można zazwyczaj wyeliminować wprowadzając poprawkę. Typy oceny niepewności wg NORMY Typ A Dotyczy sytuacji, gdy niepewności przypadkowe są duże w porównaniu z systematycznymi. Konieczna jest odpowiednio duża liczba powtórzeń pomiaru. Do tego typu zaliczają się metody wykorzystujące statystyczną analizę serii pomiarów i ma zastosowanie do błędów przypadkowych. Typ B Dotyczy sytuacji, gdy mamy do czynienia z niepewnością systematyczną (maksymalną). Bazuje na naukowym osądzie badacza względem wszystkich informacji o pomiarze i źródłach jego niepewności. Typ B stosowany jest, gdy statystyczna analiza jest niemożliwa. Może odnosić się do błędu systematycznego lub do jednego wyniku pomiaru. O wielkości niepewności systematycznej decydują dwie składowe: użyty w pomiarach przyrząd – jego klasa, działka elementarna, dokładność odczytu oraz obserwator – niepewność eksperymentatora związana z czynnościami pomiarowymi. Najczęściej ocena typu B dotyczy określenia niepewności wynikającej ze skończonej dokładności przyrządu. Wykład 6 - Miary logarytmiczne – decybele · Decybel to logarytmiczna miara względna określająca stosunek dwóch wartości tej samej wielkości fizycznej np. mocy, napięcia, prądu, rezystancji, natężenia dźwięku itp. (Definicja) P – Moc, U - Napięcie · Decybele mogą mieć wartość dodatnią lub ujemną. Kiedy wartość jest: - ​ Dodatnia – nazywa się wzmacnianiem (P > P0 ​ dB > 0) - ​ Ujemna – nazywa się tłumieniem (P < P0 ​​ dB < 0) · Dopuszczane są przybliżenia, błąd zaokrągleń nie może przekraczać 1dB lub 10% · Trzeba wiedzieć stosunek jakich wartości chcemy (np. 6 dB - to 4 krotny wzrost mocy, a 2 krotny wzrost napięcia) Jak używać: 1. ​ Rozkładamy wartość na sumę części, które można znaleźć w tabelce 2. ​ Odpowiadające wartości z tabelki mnożymy przez siebie NP. 13 dBW = 10dBw + 3dbW => 10 * 2 = 20W Sumowanie dBmW z dB ​ Można sumować: dBm + dB, ponieważ oznacza to wzrost mocy o określony czynnik. ○​ Przykład: ​ 10 dBm+20 dB=30 dBm = 10 + 20 = 30 ​ 10dBm+20dB = 30dBm, co oznacza wzrost mocy z 10 mW do 10 W. ○​ Działa analogicznie dla napięcia (np. dBuV). Niedozwolone sumowanie dBmW z dBmW  ​ Nie można sumować dBmW + dBmW, ponieważ dBm to miara logarytmiczna mocy. Aby je zsumować: 1. Przejdź na miarę liniową (np. waty). 2. Dodaj wartości. 3. Przelicz wynik na dBm. 30 dBm = 1W, czyli 1W + 1W = 2W 2 W = 33 dBm Moc (P) przeliczysz na Napięcie (U) tylko jeśli znasz Rezystancje (R) 𝑈 = sqrt(𝑃 ∙ 𝑅) Jeśli R = 50 Ω (Ohmów) To: P[dBm]=U[dBmV]-107 U[dBmV]=P[dBm]+107 WYKŁAD 7 i 8 POMIARY W OBWODACH DC PRAWO OHMA I=U/R LUB I=GU (G=1/R) I- PRĄD U- NAPIĘCIE R- OPÓR G- KONDUKTANCJA I PRAWO KIRCHOFFA Ile prądu wchodzi na węźle, tyle wychodzi II PRAWO KIRCHOFFA Suma spadków napięcia i sił elektromotorycznych =0 Czyli metoda oczkowa Czyli dodajesz U w tym samym kierunku, odejmujesz IR w tym samym, dodajesz IR w przeciwnym i to ma dawać 0 ŹRÓDŁA ENERGII Żeby układ działał, musi mieć coś, co go zasili -źródła prądu lub napięcia jak zasilacze lub powoli rozładowywane akumulatory czy baterie -źródła periodycznie zmienne napięć i prądów -źródła zmienne nie periodycznych PRZENOŚNE ŹRÓDŁA ENERGII -Ogniwa pierwotne (jednorazowe) -Ogniwa wtórne (do podładowania np akumulator) ZASILACZE -Zmiana prądu zmiennego z sieci, na stały ŹRÓDŁA NAPIĘCIOWE dwójnik, stała różnica potencjałów niezależna od natężenia i kierunku prądu: -idealne nie zależy od rezystancji obciążenia -rzeczywiste, zachowuje się jak idealne, ale z szeregowo podpiętym rezystorem za nim o niskiej rezystancji ŹRÓDŁA PRĄDOWE dwójnik, wymusza prąd o stałym natężeniu, niezależnie od napięcia -rzeczywiste, ma pewną graniczną wartość napięcia (ma też podpięty równolegle opornik na rysunku) OBCIĄŻANIE ŹRÓDEŁ ENERGII Zasada maks. przekazu mocy=> kiedy Rw=R ALE Najoszczędniej kiedy Rw>R, bo inaczej spore straty TWIERDZENIE THEVENINA I NORTONA THEVENINA Dowolną sieć elektryczną można zastąpić jednym źródłem napięciowym i rezystorem podłączonymi szeregowo NORTONA Dowolną sieć elektryczną można zastąpić jednym źródłem prądowym i rezystorem podłączonymi równolegle WAŻNE te rzeczy są sobie równoważne ​ METODY ANALIZY OBWODÓW (LICZENIE) METODA UPROSZCZEŃ Upraszczasz licząc opory zastępcze (szeregowe dodajesz, równoległe 1/Rzast.=1/R1+1/R2) Pszemowa poprawka: tu powinno być I=U/R, czyli Ampery = Volty/Ohmy, czyli 1A=6V/6Ohm METODA STOSOWANIA TWIERDZENIA T. LUB N. Robisz wtedy, gdy masz zasilacz i chcesz go uprościć Wtedy robisz pomiary R1 i R2, przykładasz woltomierz (czyli R1,R2,V1,V2 znane) i rozwiązujesz układ równań METODA UPROSZCZEŃ I TRANSFORMACJI ŹRÓDEŁ Tego chyba najbardziej oczekują, generalnie takie połączenie dwóch poprzednich, chociaż tu z T.&N. pamiętaj tylko tyle, że da się te źródła zamieniać (wzory podstawowe U=RI + na zwijanie rezystorów) METODA OCZKOWA pokazana wcześniej przy Prawach KIrchhoffa METODA WĘZŁOWA Trzeba zrobić układ równań, za pomocą następujących kroków: 1.​ Wybieramy węzeł odniesienia (zakładamy, że ma 0 potencjał); (jak najwięcej przewodów powinno być do niego przypiętych) 2.​ oznaczamy potrzebne węzły (np. en). Korzystamy z Konduktancji G (G=1/R) i liczymy prądy, za pomocą I prawa Kirchhoffa. 3.​ Rozwiązujemy równania i otrzymujemy nieznane napięcia węzłów, względem węzła odniesienia 4.​ Obliczamy pozostałe wielkości DZIELNIKI DZIELNIK NAPIĘCIA Układ, który dzieli napięcie na określone części. DZIELNIK PRĄDU Układ, który dzieli prąd na określone części. Na zaciskach R1 i R2, mamy takie samo napięcie POMIAR NAPIĘCIA Woltomierz podpinamy równolegle Idealny woltomierz ma NIESKOŃCZENIE DUŻĄ rezystancję wewnętrzną Błąd systematyczny jest zawsze ujemny(woltomierz wskazuje za mało) Wartość poprawna: Jeśli Rw=0 lub Rv=∞, to błąd metody nie występuje Jeśli niepewność woltomierza jest większa o rząd (o 10) od niepewności metody to też nie trzeba uwzględniać. A jak inaczej, to liczymy poprawkę ​ ​ ​ i wynik zapisujemy jako: czyli wartość wskazana przez woltomierz plus poprawka – to wynik POMIAR NATĘŻENIA PRĄDU Amperomierz podpinamy szeregowo Idealny amperomierz posiada ZEROWĄ rezystancję wewnętrzną Amperomierz zakłóca prąd swoją rezystancją wewnętrzna. Tym większy wpływ, im niższe napięcie zasilania i im większa impedancja amperomierza Wartość poprawną prądu wyznaczamy z zależności: I = IA + pA, w której pA = -mI - nazywa się poprawką na wskazania amperomierza. Błąd metody liczymy Tak jak przy woltomierzu, jeśli różnica o rząd, to nie musimy uwzględniać. A inaczej liczymy poprawkę ​ ​ ​ i wynik wygląda tak: czyli wartość wskazana przez amperomierz plus poprawka – to wynik METODA POŚREDNIA POMIARU PRĄDU Za pomocą Rezystora wzorcowego i woltomierza POMIAR REZYSTANCJI Omomierz, mierzy spadek napięć, przy stalym natężeniu prądu (źródło prądowe + woltomierz), pomiar bezpośredni Dwuzaciskowe- Mierzy za wysokie napięcie, niż na oporniku Czterozaciskowe- Mierzy tak, jak jest Można to liczyć pośrednio, przez amperomierz+woltomierz zgodnie z podpisem, w zależności od sposobu, jedno jest mierzone poprawnie, a drugie mniej METODY ZEROWE Pomiar metodą zerową, polega na sprowadzeniu do zera sygnału równowagi (jak np waga szalkowa) METODA MOSTKOWA mierzy różnice, dwóch spadków napięcia, wywołanych przez to samo źródło zasilania wynik pomiaru niezależny od wartości napięcia zasilającego METODA KOMPENSACYJNA mierzy różnice dwóch różnych odrębnych i niezaleźnych spadków napięcia, wywołanych przez różne źródła wynik pomiaru zależny od wartości napięć zasilających MOSTKOWY UKŁAD POMIAROWY (MOSTEK) czwórnik, do którego przyłącza się zasilanie do jednej pary zacisków, a do drugiej wskaźnik równowagi W stanie równowagi mostka iloczyny rezystancji przeciwległych ramion są sobie równe R1R3=R4R2 Rodzaje pracy: -mostek w stanie równowagi: wskaźnik równowagi pokazuje 0 -mostek w stanie nierównowagi: wskaźnik równowagi nie pokazuje 0 -mostek zrównoważony: podczas POMIARU doprowadzamy do stanu równowagi i wynik obliczamy z warunku równowagi, gdy wskaźnik pokazuje 0 -mostek niezrównoważony: podczas POMIARU NIE doprowadzamy do stanu równowagi; wynik odczytujemy ze wskaźnika, który pokazuje 0, tylko dla jednej wartości WYKŁAD 9 – wybrane wielkości elektryczne i ich parametry – amplituda, wartość średnia, skuteczna, widmo sygnału, szereg Fouriera Szereg Fouriera – szereg pozwalający rozłożyć funkcję okresową lub nieokresową, spełniającą warunki Dirichleta, na sumę funkcji trygonometrycznych. Rozwinięcie w szereg Fouriera funkcji okresowej f(t) = f(t + T0) Podaj parametry i przedstaw wzory dla sygnałów okresowych w dziedzinie czasu ​ Sygnałem okresowo zmiennym nazywa się każdą wielkość fizyczną x(t)x(t) zależną od czasu, jeżeli spełnia ona warunek:x(t)=x(t+kT), x(t) = x(t+kT), gdzie: ​ k = 1,2,… T – ustalona wartość nazywana okresem sygnału Oznacza to, że wartości sygnału powtarzają się w odstępach czasu będącymi wielokrotnościami T. Sygnał taki jest funkcją okresową czasu. Podaj parametry i przedstaw wzory dla sygnałów okresowych w dziedzinie częstotliwości (na podst. Współczynników Fouriera) 1. Postać trygonometryczna: 2. Postać wykładnicza: 3. Postać amplitudowo-fazowa: Co to jest widmo sygnału – funkcji okresowej Widmo sygnału to przedstawienie sygnału w dziedzinie częstotliwości lub pulsacji, uzyskane za pomocą transformacji Fouriera. Obejmuje ono zarówno wynik tej transformacji, jak i jej graficzną reprezentację. Jaka jest wartości napięcia skutecznego i międzyszczytowego napięcia przemiennego sinusoidalnego AC o amplitudzie Um=325.3V, URMS = ? , UPP = ? ​ URMS = 230V ​ UPP = 630,6 V Jaki jest związek pomiędzy mocą sygnału, a wartością skuteczną (napięcia /prądu) RMS sygnału, wydzieloną na rezystancji równej 1 oma Moc wydzielana na rezystorze o oporze 1 oma jest równa kwadratowi wartości skutecznej napięcia lub prądu w tym obwodzie. Co to jest wartość średnia sygnału okresowego ? ​ Wartość średnia sygnału okresowego to średnia arytmetyczna jego wartości w jednym pełnym okresie. Co to jest wartość średnia „z modułu” sygnału okresowego ? Wartość średnia z modułu sygnału okresowego to średnia arytmetyczna wartości bezwzględnych chwilowych wartości sygnału w jednym pełnym okresie. Oblicza się ją za pomocą wzoru: Czy i dlaczego ważne jest rozwinięcie w szereg Fouriera sygnału okresowego ? Rozwinięcie sygnału okresowego w szereg Fouriera jest kluczowe w analizie i przetwarzaniu sygnałów, ponieważ umożliwia przedstawienie skomplikowanego sygnału jako sumy prostszych funkcji trygonometrycznych (sinusów i cosinusów) o różnych częstotliwościach. Podaj sens fizyczny parametru (wartości) RMS – określanego w dziedzinie czasu. WYKŁAD 10 – Przetworniki sygnałów zmiennych na stałe (Peak-Peak, AVG average, RMS, TRMS), scalone przetworniki TRMS Co to jest przetwornik w. średniej jedno-połówkowy ? Przetwornik wartości średniej jedno-połówkowy to urządzenie, które zamienia sygnał zmienny na wartość średnią jednej połówki tego sygnału (dodatniej lub ujemnej). Działa poprzez prostowanie sygnału, eliminując jedną z połówkowych fal. Używa się go w układach, gdzie ważna jest średnia wartość sygnału, np. w pomiarach czy systemach audio. Co to jest przetwornik w. średniej dwu-połówkowy ? Przetwornik wartości średniej dwu-połówkowy to urządzenie, które przekształca sygnał zmienny na średnią wartość całego sygnału, uwzględniając zarówno dodatnią, jak i ujemną połówkę fali. Działa to przez prostowanie obu połówkowych fal sygnału, a następnie obliczanie ich średniej. Stosuje się go tam, gdzie istotne jest uzyskanie średniej wartości pełnego sygnału, np. w pomiarach mocy czy analizie sygnałów. Podaj schemat i wzory obliczeniowe dowolnego układu pomiaru wartości szczytowej / międzyszczytowej napięcia sinusoidalnego Schemat układu:  1.​ Prostownik jednopołówkowy: Składa się z diody, która przepuszcza tylko dodatnią połówkę sygnału sinusoidalnego. 2.​ Kondensator filtrujący: Łączy się równolegle z obciążeniem, wygładzając pulsacje napięcia po prostowaniu. 3.​ Obciążenie: Reprezentuje element, na którym mierzymy napięcie szczytowe. Wzory: Podaj różnice jakie są związane z przetwarzaniem TRMS przy pomocy funkcji jawnej i niejawnej Funkcje jawne pozwalają na bezpośrednie obliczenie wartości TRMS, co jest prostsze i szybsze. Funkcje niejawne wymagają rozwiązania równań, co może zwiększać złożoność obliczeń. Wybór zależy od konkretnego problemu i dostępnych narzędzi. Realizacje scalone przetworników TRMS z funkcją niejawną i w jakich przyrządach pomiarowych są stosowane ​ Scalone przetworniki TRMS z funkcją niejawną są stosowane w przyrządach pomiarowych, takich jak multimetry cyfrowe i mierniki cęgowe, umożliwiając dokładne pomiary wartości skutecznej sygnałów AC, w tym przebiegów niesinusoidalnych. WYKŁAD 11 - Przetworniki pomiarowe, ADC (A/C), DAC (C/A), wpływ parametrów przetwornika na wynik pomiaru made by pszemo™, sponsored by pojebane miernictwo dla niesamowitych ludzi, nie pod wpływem Zanim w ogóle opisze co jest w wykładzie napisane to chyba potrzebny jest kontekst, bo inaczej to chuja da się zrozumieć PO CHUJ NAM TO????​ Świat jest nieidealny… a raczej idealny pod względem rozdzielczości… iż analogowe wartości, mają nieskończoną dokładność… natomiast my tak czy siak musimy jakieś dane, z jakiegoś sensora odczytać, po czym na tych wartościach coś policzyć albo je po prostu zapisać. Są różne sposoby, mniej lub bardziej dokładne, wolniejsze lub szybsze, i z tą wiedzą można dobrać odpowiedni do należytego zadania. Co to ADC (A/C) i DAC (C/A)?? ADC czy też po polsku A/C to nic innego jak skrót od Analog-Digital Converter, albo Analog/Cyfra, analogicznie DAC to Digital-Analog Converter czy Cyfra/Analog. Za ich pomocą możemy zmierzyć coś z “realnego świata” i przedstawić to w sposób “logiczny” dla jakiegoś np. mikroprocesora. Możemy podzielić DAC na poszczególne kategorie: 1.​ Metoda wagowa - precyzyjne rezystory są po kolei włączane, w taki sposób, aby wytworzyć jakąś “analogową wartość”, czyli z np. kodu binarnego na “floata”, co obrazuje ilustracja poniżej: 2.​ Metoda drabinkowa - takie same rezystory są podłączone do układu w taki sposób, że włączanie ich przez dany “kontroler” wytwarza dany analogowy sygnał. Zaletą tego rozwiązania jest to, że możemy to wykonywać z takich samych rezystorów, co jest łatwiejsze do osiągnięcia. Dokładnie jak to wygląda przedstawia ten obrazek: 3.​ Metoda drabinkowa, ale ze źródłami prądowymi - inna konstrukcja, chyba działa szybciej i ma bardziej zadowalające parametry, przez co firmy faktycznie tworzyły układy na tej podstawie, co widać poniżej: BŁĘDY PRZETWARZANIA W ADC/DAC Chyba najlepiej przedstawione na ilustracji, przez samego Marka Zaradnego: WYKŁAD 12 Oscyloskop Krótka przerwa na coś prostego i banalnego, oscyloskop to jedno takie urządzonko które służy do obserwacji przebiegów elektrycznych. Czyli w najprostszej i najpopularniejszej wersji dosłownie rysuje nam po prostu wykres napięcia od czasu, jak funkcja Budowa jest dość skomplikowana, ale jakby ktoś chciał wiedzieć to schemat działania wygląda tak o: Zwróćcie uwagę na wyzwalanie, regulację podstawy czasu i przesuwy, bo one są tutaj ważne​ ​ Przesuw pionowy (na schemacie nie ma ale w prezentacji o nim mowa xd) jak sama nazwa wskazuje, przesuwa wykres pionowo, w osi Y, w górę i w dół, itp. Oscyloskop po prostu dodaje do sygnału wejściowego swoją własną składową stałą napięcia Czułość pionowa zamiast przesuwać sygnał, rozciąga go. Regulacja może być skokowa albo płynna, a do pomiaru amplitudy trzeba ją skalibrować Oscyloskopem można mierzyć trzy układy: Prąd stały (DC) -sygnał jest przemienny a składowa stała Prąd zmienny (AC) - odcina składową stałą, przebieg zaczyna się od środka ekranu Masa (GND) - wejście jest zwarte, czyli trzyma poprzednio zarejestrowaną linię Oscyloskop ma swoją impedancję wejściową, czyli jak doprowadzasz do niego sygnał to może stworzyć się dodatkowy obwód który czasem zniekształca obraz, więc jest sobie sonda wejściowa którą można regulować żeby sygnał wyglądał znowu dobrze Czyli przy takim wejściu ​ Wyjście musi być takie A nie powinno być takie Skąd mamy wiedzieć jakie jest wejściowe, czy mamy za dużą albo za małą korektę? Generalnie zgadujemy, skill przewidywania co powinno wyjść przychodzi dopiero z doświadczeniem To teraz wszystko z pionem za nami, czas na czas, czyli poziomą oś funkcji, oś X, czyli t Można regulować przesunięcie, dodając dodatkową składową do przebiegu generatora. Można regulować skalowanie, przez co zmieniamy prędkość, czyli jak często ekran się odświeża, jednostkę, czyli wg jakiej podziałki mamy oś czasu i w efekcie rozciągamy nasz wykres w poziomie Potem mamy jeszcze tzw. “trigger” (proszę nie mylić ze słowem na N). Pomaga nam on głównie w stabilizacji przebiegu do odczytu, można go zrobić zewnętrznie albo już wewnętrznie w samym oscyloskopie. Wewnętrzny ma tryby normal (generator robi odczyty dopiero gdy napięcie przekroczy ustalony próg wyzwalania) i auto (generator robi odczyty ciągle, ale w oparciu o czas a nie napięcie), jest też opcja wyzwalania pojedynczego (po osiągnięciu progu, generator uruchomi się tylko raz, robiąc jeden przebieg) Napięcie dodatnie Napięcie dodatnie Napięcie ujemne Napięcie ujemne rosnące malejące malejące rosnące Poza tym wszystkim, oscyloskop ma jeszcze dwa parametry dodatkowe Pasmo pracy - zakres częstotliwości jakie oscyloskop może zobrazować, przyjmuje się pasmo -3dB (przy maksymalnym paśmie, sygnał zostanie stłumiony o 3dB, czyli okolice 30%) Czas narostu sygnału - maksymalny kąt jaki może pokazać oscyloskop. Powinien być co najmniej 5x mniejszy niż ten od sygnału, a dla analogowego wzór na na czas narostu wygląda jakoś tak No i to wszystko. Generalnie całkiem proste i przyjemne do zrozumienia, większość rzeczy działa jak nazwa wskazuje WYKŁAD 13 Obwody prądu sinusoidalnego Bez ilustracji (i pół litra) tego nie rozgryziesz. Odsyłam do prezki bo nie ma sensu wszystkiego tu kopiować made by Tymon Jędryczka zostawcie łapkę w górę i suba z dzwoneczkiem, żeby nie przegapić moich wartościowych treści