Che materia stai cercando?

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

Che comunque contiene ancora al numeratore una differenza piccola tra due

grandezze elevate, con i problemi di incertezza di misura già analizzati.

4.2 Secondo metodo di misura: tecnica differenziale

Un’alternativa alla procedura precedente che consente di ottenere incertezze dello

−V

stesso ordine di grandezza è quella di misurare in maniera diretta la differenza E che

0 L2

compare al numeratore della relazione (3).

Per fare ciò occorre adottare lo schema della figura 12 dove si esegue una misura

differenziale creando un offset di tensione mediante un alimentatore ausiliario di

riferimento (ALR).

Lo schema adottato per la seconda prova è il seguente:

V

D

V I =0

V

+ I +

L A T

R

0 Alimentatore

+ di

E

E R 0

V

0 L

L Riferimento

(ALR)

_

Fig. 12

La misurazione avviene in due fasi:

1 Fase

Con l’interruttore T aperto l’alimentatore in prova lavora a vuoto e pertanto

V =E , I =0;

L1 0 L1

in queste condizioni si regola la tensione di uscita dell’alimentatore di riferimento al

valore E (il voltmetro V indicherà idealmente V =0).

0 D1

2 Fase

Si chiude l’interruttore T e in tale condizione si ha

−R

V =E I =V +E da cui

L2 0 0 L2 D2 0

V = R I (4)

D2 0 L2

R =V /I (5)

0 D2 L2

La misura diretta della corrente I e della tensione V permette di ricavare

L2 D2

indirettamente il valore di R .

0

In queste condizioni l’incertezza di misura vale

( ) ( )

δ δ δ

R V I

== +

0 D2 L2 (6)

( ) ( )

R V I

0 D2 L2 7

U.Pisani-Misure su alimentatore stabilizzato

Rispetto alla tecnica descritta nel paragrafo 4.1 si possono fare le seguenti

considerazioni:

• il voltmetro misura la caduta di tensione dovuta alla resistenza interna

dell’alimentatore (riferendosi all’esempio numerico si avrebbe V =10mV) e

D2

quindi occorre un voltmetro numerico che abbia portate di questo ordine di

grandezza (10mV, 100 mV), anche se il numero di cifre è limitato, per non

avere incertezze di misura troppo elevate;

• occorre che l’alimentatore ALR fornisca una tensione stabile nelle due fasi di

misura (si tenga presente che ALR lavora comunque sempre a vuoto a causa

della resistenza idealmente infinita del voltmetro e quindi questa condizione si

può ottenere con una certa facilità);

• la condizione di azzeramento, con interruttore aperto, potrebbe essere difficile

da ottenere per la presenza sia di tensioni di rumore su entrambi gli

alimentatori, sia per la limitata sensibilità di regolazione di ALR.

Nel caso che non si riesca ad ottenere V =0 la relazione che definisce R diventa

D1 0

V V

= D2 D1

R (7)

0 I L2

Dove V è la tensione residua minima che si riesce ad ottenere con l’interruttore T

D1

aperto, dopo avere cercato di regolare l’uscita di ALR al valore E .

0

In questo caso però la differenza che compare al numeratore della (7) è ottenuta tra

>>V

due valori in cui V e quindi si migliora l’accuratezza di misura.

D2 D1

4.3 Analisi delle ulteriori sorgenti di errore

Effetti delle resistenze di contatto

Dato il piccolo valore della resistenza da misurare, occorre nella realizzazione

pratica della misurazione tenere presente l’esistenza delle resistenze di contatto e

quelle dei fili dei collegamenti.

In particolare riferendosi allo schema di figura 11 queste resistenze parassite si

possono localizzare sui morsetti dell’alimentatore. La configurazione corretta per

eliminare questi effetti è mostrata in figura 13. Il voltmetro deve essere inserito a

monte delle resistenze R per evitare di misurare anche 2R in serie con la R . Le

A A 0

resistenze R dei collegamenti voltmetrici invece non hanno effetto, poiché la corrente

V

assorbita dal voltmetro è trascurabile e pertanto lo è anche la caduta di tensione sulle

R .

V I

R

+ L

A A

R T

V

R

0

+ V

E R

V

0 L

L

R

V _ R

A

Fig. 13

8

U.Pisani-Misure su alimentatore stabilizzato

Dal punto di vista pratico si possono realizzare le connessioni come nella figura 14

R

V R

A dell’ alimentatore

Fig. 14

La resistenza R è infatti localizzata essenzialmente nella connessione spinotto-

A

boccola e il morsetto a forcella preleva la tensione a monte di tale resistenza.

Anche nel secondo schema di misura (figura 12) le resistenze di contatto si

comportano in modo simile e bisogna eliminarne l’effetto creando morsetti voltmetrici

ed amperometrici (figura 15) V

D

V

I

+ L +

A T

R

0 Alimentatore

+ di

E

E R

V 0

0 L

L Riferimento

(ALR)

Fig. 15

4 – Misure della resistenza di uscita in regime con carico impulsato

La terza prova che si propone di fare è quella di caratterizzare l’impedenza di

2

uscita dell’alimentatore in condizioni di corrente di carico impulsata .

Per carico impulsato si intende un carico che assorbe una corrente impulsiva che

<<I

varia da valore I =0 a valore I .

L1 L2 Lmax

2 Questa è la situazione che si verifica quando si alimentano circuiti digitali che attivano e spengono carichi

resistivi. 9

U.Pisani-Misure su alimentatore stabilizzato

Si tratta di sollecitare l’alimentatore nelle condizioni mostrate sulla caratteristica di uscita

di figura 16 in condizioni dinamiche, inserendo un carico con un interruttore controllato

elettronicamente con un’onda quadra. Si commuta così la corrente I dal valore 0 al valore

u

I =E /R

L2 0 L2 V

V ∞ u

DC R = R E

L1 L2 0

E

0 R V

V Lmin L2

L2 t

I

DC

I I

L2

I =0 Lmax

L1 I I

L2 u I (t)

+ u

Alimentatore R =22Ω

In L2

V (t)

prova u ON/OFF

t Fig.16

E’ stato realizzato allo scopo un circuito montato su una basetta che ha lo schema

all’interno del riquadro tratteggiato di figura 17.

Il circuito viene alimentato da un’onda quadra di ampiezza sufficiente a far

commutare il transistore dall’interdizione alla saturazione, con un comportamento simile

ad un interruttore ON/OFF. Con l’interruttore chiuso l’alimentatore è caricato con

R =22Ω (verificare che la corrente erogata I =E /R sia inferiore alla I ), e

L2 L2 0 L2 Lmax

ovviamente con l’interruttore aperto lavora a vuoto.

+ I (t) +

u R =22Ω

L2

Alimentatore V (t)

In BNC

u

prova GENERAT

ONDA

QUADRA

− Fig. 17

10

U.Pisani-Misure su alimentatore stabilizzato


PAGINE

11

PESO

137.72 KB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Materiale didattico per il corso di Strumentazione e sistemi di misura del Prof. Umberto Pisani, all'interno del quale sono affrontati i seguenti argomenti: misure su un alimentatore stabilizzato; parametri caratterizzanti l'alimentatore; misure della resistenza di uscita in regime di carico resistivo; misura con la tecnica differenziale; effetti delle resistenze di contatto.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria elettronica
SSD:
A.A.: 2012-2013

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Strumentazione e sistemi di misura e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Torino - Polito o del prof Pisani Umberto.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!

Altri appunti di Strumentazione e sistemi di misura

Ponte di Wheatstone
Dispensa
Oscilloscopio digitale
Dispensa
Alimentatore - Misura della resistenza interna
Dispensa
Voltmetri DC
Dispensa