Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Porównanie właściwości algorytmu DFT i klasycznego w pomiarze napięcia z zastosowaniem woltomierza próbkującego

Krajewski M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 11

29--31

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości metrologicznych algorytmu DFT i klasycznego do wyznaczania wartości skutecznej napięcia sinusoidalnego w pomiarach z zastosowaniem integracyjnego woltomierza próbkującego. Algorytmy badano dla wybranych, najważniejszych źródeł niepewności z zastosowaniem metody Monte Carlo. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że właściwości obu algorytmów różnią się tylko w pomiarach mało dokładnych. Na poziomie niepewności pomiaru napięcia poniżej kilkudziesięciu ppm algorytmy zwracają jednakowe wyniki.

EN

The paper presents research results of metrological properties of algorithm DFT (4) and classical (5) for determining the RMS sinusoidal voltage measurements using an integrating sampling voltmeter. Tests were performed comparing measurement uncertainty calculated using a Monte Carlo method for both algorithms. Analyses were performed for selected, the most important sources of RMS voltage measurement uncertainty. Based on the results, it was found that the properties of both algorithms differ only in less accurate measurements. Below tens of ppm level voltage measurement uncertainty algorithms return the same results.

2

Pomiary stosunku impedancji wzorcowych w układzie komparatora z zastosowaniem metody przestawienia

Kontorski K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 4

319--322

PL

W artykule przedstawiona jest metoda pomiaru stosunku impedancji dwuportowych, współosiowych w zakresie (10 – 100) kΩ typu R-R, C-C, a także R-C z wykorzystaniem cyfrowego modułu pomiarowego. Badania miały na celu weryfikację dokładności nowego układu komparatora. Otrzymane wyniki pomiarów porównano z wynikami otrzymanymi klasycznym mostkiem transformatorowym. Dokonano analizy błędów układu i wskazano możliwości ich poprawy.

EN

In the paper there is presented a new scheme of an unbalanced impedance comparator for measuring two terminal pair, coaxial impedance ratio with a complex voltage ratio (CVR). In the introduction there is given a description of classical and digital comparators. Fig. 1 shows the schematic diagram of a comparator. It contains a digital generator G, digital sampling voltmeter channels V1, V2, impedances ZX, ZN whose ratio is to be determined and reed relays K1 and K2. Parasitic impedances in the comparator are denoted as ZD [2]. The next section presents mathematical explanation how the impedance ratio is achieved using UV1', UV2', UV1'', UV2'' voltages derived by DFT from the gathered probes. The expression (7) is true if the generator voltage between measurements is constant. The experimental results of comparison of 6 impedances: 4 resistive type impedances of the nominal values of 10 kΩ (R3, R4), 100 kΩ (R1, R2) and two capacitive impedances of the nominal values of 3 nF (C1, C2) are given in Table 1. The left column presents the type of comparison. In the middle one there are given the results obtained by the comparator and in the right - the real parts of the impedance ratio obtained from a transformer bridge. Fig. 2 shows the experimental results to check if there is really the same voltage in the time of measurement. Summing up, these are the preliminary results and the comparator has to be investigated under other metrological conditions.

3

Pomiary komparatorowe stosunku impedancji wzorcowych różnego typu

Kontorski K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 1

6--8

PL

W artykule przedstawiony jest układ komparatora do wyznaczania stosunku impedancji dwuportowych, współosiowych w zakresie (10 – 100) kΩ, typu R-R, C-C, a także R-C. Główne elementy układu to generator, transformator pomiarowy i cyfrowy moduł pomiarowy. Przeprowadzono badania w celu pewnego porównania wyników otrzymanych komparatorem z tymi otrzymanymi klasycznym mostkiem transformatorowym. Dokonano analizy błędów występujących w systemie pomiarowym.

EN

In the paper a comparator circuit which measures two terminal-pair impedance ratio is presented. The system is able to compare impedances of R-C type elements but with indirect comparison it is possible to achieve impedance ratio of R-R and C-C type elements. The first section describes the principle of operation of the impedance bridge and comparator. The system setup and the measurement method are presented in the second section. In Fig. 1 there are shown: a digital generator G, a measurement transformer Tr, the compared impedances ZX, ZN, a digital sampling voltmeter with channels V1, V2 and a buffer amplifier B. Stray impedances are depicted as ZI and they affect mostly the unbalance voltage [2]. The CVR (complex voltage ratio) is gathered when the secondary voltages are in phase and when they are in reversed phase (180˚). Equation (8) describes the relation between the measured CVRS and the impedance ratio. Table 1 contains the measurement results of the CVR at the transformer output in the circuit with different impedances. It is assumed that the voltage ratios at the transformer output are equal to 1 and -1, respectively. The experimental results are listed in Table 2. There were compared two standard resistors (R1, R2) of nominal values equal to 100 kΩ, two resistors (R3, R4) of 10 kΩ and two capacitors (C1, C2) of 3 nF. The resulting indirect ratio of C1, C2 and R1, R2 is compared with the direct result from a transformer bridge. The results are contained in the range of ± 5 ppm. The fifth section describes shortly sources of the uncertainty in the system.

4

Accurate measurement of complex voltage ratio with a sampling voltmeter

Rybski R., Kaczmarek J., Krajewski M.

Metrology and Measurement Systems

|

2004

|

Vol. 11, nr 2

147-158

EN

In the paper, the idea of complex voltage ratio measurement employing an integrative analog-to-digital converter and computerized evaluation by means of the discrete Fourier transform (DFT) are presented. The effect of main sources of uncertainty in measurement accuracy of the magnitude and argument of complex voltage ratio is analysed. Simulation and experimental results are described.

PL

Wyznaczenie z dużą dokładnością stosunku dwóch napięć zmiennych jest niezbędne, m. in. w dokładnych pomiarach impedancji, mocy, przekładni dzielników napięcia i transformatorów pomiarowych. Do pomiaru stosunku napięć zmiennych coraz częściej stosuje się z powodzeniem metody oparte na próbkowaniu napięć oraz wyznaczeniu ich parametrów z zastosowaniem algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów. W artykule przedstawiono koncepcję pomiaru zespolonego stosunku napięć z zastosowaniem próbkowania integracyjnego oraz dyskretnego przekształcenia Fouriera (DFT). Przeanalizowano główne źródła błędów pomiaru, ze szczególnym uwzględnieniem konsekwencji wynikających z nieidealnej synchronizacji sygnału próbkowanego i próbkującego. W części 2 podano podstawowe zależności definiujące zespolony stosunek napięć. W części 3 przedstawiono koncepcję próbkowania integracyjnego oraz wyprowadzono zależności pozwalające obliczyć moduł i argument (fazę) stosunku podstawowych harmonicznych dwóch napięć zmiennych z zastosowaniem próbkowania integracyjnego i algorytmu DFT. W części 4 przedstawiono główne źródła niepewności zaproponowanej metody pomiaru. Przeanalizowano wpływ braku pełnej synchronizacji pomiędzy źródłem próbkowanego sygnału i układem czasowym woltomierza próbkującego. wyznaczającym częstotliwość próbkowania. Przedstawiono koncepcje pomiaru z zastosowaniem dwóch woltomierzy (próbkowanie jednoczesne) i jednego woltomierza (próbkowanie sekwencyjne). Podano wyniki badań symulacyjnych wpływu błędu synchronizacji na dokładność pomiaru modułu i argumentu zespolonego stosunku napięć dla próbkowania jednoczesnego i sekwencyjnego (rys. 3, 4). Przeprowadzono również badania doświadczalne w układzie pomiarowym składającym się z dwóch komercyjnych generatorów napięcia sinusoidalnego, sterowanego przełącznika oraz woltomierza próbkującego HP 3458A (rys. 5). Wyniki symulacji porównano z wynikami pomiarów (rys. 6). Przeanalizowano wpływ zjawiska aliasingu na dokładność wyznaczenia zespolonego stosunku napięć zaproponowaną metodą. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych wpływu harmonicznych w widmie syntezowanego cyfrowo napięcia sinusoidalnego na dokładność pomiaru modułu i argumentu (rys. 7, 8). Przedstawiono główne źródła niepewności występujące w procesie próbkowania integracyjnego związane z parametrami metrologicznymi woltomierza.