Norges landbrukshøgskole, Institutt for tekniske fag

TEL220 Måling og styring med datamaskin

Leksjon 4: Regneøving

  1. En sensor har båndbredde 100 Hz.
    1. Hva betyr dette mht. sensorens evne til å måle frekvenskomponenter (sinuskomponenter) i målevariabelen?
    2. Hva betyr dette mht. sensorens evne til å måle sprangformede variasjoner i måleverdien?

  2. Anta at du skal generere et random-signal x med varians vx ved å sende et signal y med varians vy gjennom en forsterker. Hva skal verdien av forsterkerens forsterkning K da være?

  3. Et gitt målesignal har varians 0,02 V2 og bias 0,2 V. Skisser grovt målesignalet sammen med den sanne måleverdien, som antas å være konstant. Hvordan kan biasen fjernes slik at måleutstyret gir korrekt måleverdi i hvert fall når det gjelder middelverdi?

  4. Gitt følgende måleserie: y(k)={98, 100, 101, 99, 102}.

    1. Beregn måleseriens middelverdi, my.
    2. Varians kan defineres på 2 måter:
      • vy1(y) = S[y(k)-my]2/N, som er midlere kvadratisk avvik fra middelverdien.
      • vy2(y) = S[y(k)-my]2/(N-1) der N er antall samples i tidsserien. Det kan vises at denne variansberegningen gir det beste estimatet av variansen for en antatt normalfordeling av signalet.

      Beregn begge typer varians for y.

       

  5. Det er viktig at måleelementer ikke selv påvirker prosessen eller prosessvariabelen de skal måle.

    1. Hva medfører dette prinsippet for valg av størrelsen av et tachometer montert på en motoraksel hvis rotasjonshastighet skal måles? (Et tachometer er en hastighetsmåler i form av en likestrømsmaskin, hvis klemmespenning er proporsjonal med rotasjonshastigheten.)
    2. Hva medfører dette prinsippet for valg av størrelsen av en temperaturmåler som skal måle temperaturen i et (lite) væskekar?

  6. Se. eks. 4.6 i læreboka. Finn en formel som beregner T fra R.

  7. En datamaskinstyrt elektronisk effektforsterker (i form av en krafttransistor) skal styres vha. pulsbredde-modulasjon (PWM). Ifm. modulasjonen, er maksimal effekt er 200 W, mens minimal effekt er 0 W. Anta at 5 V på datamaskinens utgang (styresignalet) gir maksimal effekt, mens 0 V gir minimal effekt. Samplingsintervallet er 0,1 ms (styresignalet kan altså endres hvert 0,1 ms). Foreslå en sekvens av styresignalet slik at effekten blir 150 W.

  8. En sensor gir et målesignal i området 0-1 V. Signalet skal omsettes til et digitalt signal vha. en AD-omsetter som har spenningsområde 1-5 V. Dimensjoner en operasjonsforsterkerkrets som gir riktig signaltilpasning (fra 0-1V til 1-5 V). Hvorfor bør vi foreta signaltilpasningen?

[Til kursets hjemmeside] [Til framdriftsplanen]

Sist oppdatert 12.3.04 av Finn Haugen (e-post-adresse: finn@techteach.no).