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STRUMENTAZIONE E SISTEMI

DI MISURA

ESERCITAZIONI DI LABORATORIO Ponte bolometrico

TO - A.A. 2002/2003 5/8

Rev. 8 gennaio 2003

e, ricavando δP , con la sostituzione V = RI, si ottiene:

a 4

δP = δV (8)

d

sRI

Poiché la stima della potenza P necessita di equilibrare il ponte due volte

rf

per rivelare la condizione V = 0, è ragionevole che la risoluzione del voltmetro

d

sia sempre la stessa. Si ha cosı̀ la seguente espressione:

µ ¶

4 4

δP = + δV (9)

rf d

sRI sRI

1 2

6.3 Altre cause di incertezza

Le induttanze di blocco dell’alternata ed i condensatori di blocco della continua

non rappresentano reattanze ideali (circuito aperto e cortocircuito). Si cerchi di

valutare grossolanamente l’ordine di grandezza della loro influenza sulla misura

di potenza. Infine si osservi che, per problemi di adattamento d’impedenza, al

bolometro non viene trasferita tutta la potenza da misurare. In genere, nei casi

reali, il manuale dello strumento indica la perdita di potenza o il rapporto di

onde stazionarie. Questi dati permettono di apportare dei fattori di correzione

alla misura aggiungendo, a sua volta, dei termini di incertezza.

7 Ponte bolometrico con riequilibrio in bassa

frequenza

Lo schema del ponte bolometrico con riequilibrio in bassa frequenza è riportato

in figura 3. In assenza di radiofrequenza il ponte è in equilibrio con una corrente

di bassa frequenza I = I . Applicando il segnale a radiofrequenza si deve

ac 1

riequilibrare il ponte riducendo la corrente di bassa frequenza fino al valore

I = I . La potenza a radiofrequenza si ricava per differenza delle dissipazioni

ac 2

prodotte da I e I nel bolometro. La corrente in bassa frequenza (≈ 500 Hz)

1 2

fornita dall’amplificatore comandato dalla scheda di sintesi, circolerà in parte

nel ponte bolometrico ed in parte nel ramo costituito dall’alimentatore e dalla

resistenza R . In pratica la corrente di riequilibrio in alternata si suddivide

5

fra il ramo dell’alimentatore e il ponte bolometrico secondo la proporzione

che lega fra loro le rispettive conduttanze. Si osservi che l’inserimento di una

induttanza di blocco (in serie a R , ed identica a quelle già utilizzata per

5

il blocco della P a 100 kHz) sarebbe inutile a causa del basso valore della

rf

frequenza utilizzata per il riequilibrio. Al fine di semplificare la misura delle

correnti I e I è possibile effettuare una misura di tensione ai capi del ponte

1 2

e valutare indirettamente la corrente che lo attraversa.

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Figura 3: schema del ponte bolometrico con riequilibrio in bassa frequenza.

I valori di R , R e R potranno essere gli stessi dell’esperienza precedente.

2 3 4

Si dovrà modificare R e la tensione di alimentazione in continua per adattare

5

il ponte al nuovo regime di funzionamento, e dimensionare la tensione V della

a

sezione utilizzata per il riequilibrio in bassa frequenza.

Solo per i banchi dotati di alimentatore Philips. Nel calcolare i

punto di funzionamento ed i valori necessari, si tenga presente che le sezioni

regolabili fino a 20 V devono essere usate per la scheda generatore di segnali.

Si deve quindi usare la sezione regolabile fino a 7 V per alimentare il ponte.

Solo per i banchi dotati di alimentatore Topward. L’alimentatore

duale deve essere usato per la scheda generatore di segnali. Si deve quindi

usare l’alimentatore ausiliario di 5 V per alimentare il ponte.

Per tutti i banchi. Per mancanza di materiale, si utilizzi il generatore di

funzioni commerciale per generare il segnale a 100 kHz da misurare. Si utilizzi

il segnale A1 della scheda di sintesi, già vista in altre occasioni, per generare

la bassa frequenza. Per amplificarla si utilizzi l’amplificatore di frequenza

(Marantz o Thema), seguendo lo schema di figura 4. Poiché la potenza degli

amplificatori è esuberante , si raccomanda di provare lo schema di figura 4

prima di collegarlo al ponte. Si faccia attenzione al dimensionamento di R

6

(che può essere scelto tra i valori di 120 Ω e 28 Ω) per avere un campo di

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Figura 4: schema per il generatore di bassa frequenza utilizzato per equilibrare

il ponte bolometrico.

regolazione ragionevole per la V . Si raccomanda di misurare il segnale con

a

l’oscilloscopio.

Amplificatore Marantz PM 230. Usare il canale sinistro (Left) e col-

legare il generatore di segnali all’ingresso CD. Predisporre l’amplificatore per

ingresso CD tramite tasto sul pannello frontale. Escludere i filtri le cui rego-

lazioni sono presenti sul pannello frontale; regolare i controlli di tono a metà

corsa. Dei due morsetti di uscita il nero è la massa, il rosso è il segnale. At-

tenzione alla regolazione della potenza: l’amplificatore può erogare 60 W su

8 Ω, eccessivi per la misura e sufficienti a provocare danni. Con tutti i co-

mandi in centro dinamica (inclusi il volume ed il bilanciamento) si ottiene

la massima potenza con circa 650 mV all’ingresso CD. Per l’esperienza da

eff

svolgere si regoli il bilanciamento fra i canali in modo da privilegiare il canale

destro (si ricorda che si utilizza, al contrario, il sinistro) in modo da ridurre

la potenza disponibile sul canale sinistro. Con il controllo di volume si regoli

successivamente l’ampiezza.

Amplificatore Thema GT 15. Regolare i controlli di tono a metà corsa.

Usare l’ingresso “low” e l’uscita “H. Phone”. L’amplificatore ha due controlli

di volume in cascata (“gain” e “master”) che devono essere regolati in modo da

non saturare gli stadi intermedi del circuito. Si raccomanda di controllare la

forma d’onda del segnale d’uscita con l’oscilloscopio. Regolando il gain a metà

corsa ed il master a 9/10, si ottiene la massima potenza (12 W su 8 Ω) con

140 mV all’ingresso “low”. Per l’esperienza da svolgere è opportuno regolare

eff

i controlli dei toni acuti (treeble) e bassi (bass) al minimo (0/10) ed il controllo

dei toni medi (middle) a 5/10. Regolare il controllo di guadagno (gain) a 1/10

e usare come controllo di ampiezza il controllo di volume principale (master).


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AUTORE

Atreyu

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria elettronica
SSD:
A.A.: 2000-2001

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fondamenti di Misure elettroniche 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 Rubiola Enrico.

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