Pomiar parametrów filtrów elektronicznych typu MEMS z automatycznym wyznaczaniem niepewności

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_245/43

wyślij Natalia Wasilewska *, Paweł Nowak **, Roman Szewczyk *** * Instytut Kolejnictwa, Laboratorium Metrologii, ul. Chłopickiego 50, 04-275 Warszawa ** Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska *** Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa

Pobierz Artykuł

Streszczenie

Stosowane w praktyce filtry elektroniczne typu MEMS wymagają eksperymentalnego badania charakterystyk amplitudowych i fazowych. Wymaga to opracowania metody pomiarowej, która nie tylko zapewni pomiar charakterystyk, lecz umożliwi równoczesne oszacowanie niepewności tego pomiaru. Opisany sterowany komputerowo system pomiarowy umożliwia pomiary charakterystyk filtrów z zachowaniem spójności pomiarowej przy uwzględnieniu w pełni zautomatyzowanego procesu szacowania niepewności pomiaru. Testy przeprowadzone w trakcie badania charakterystyki przykładowego filtru magnetostrykcyjnego potwierdziły zarówno poprawność zaproponowanego rozwiązania, jak i jego możliwość zastosowania w praktyce.

Słowa kluczowe

filtr Czebyszewa, filtry MEMS, niepewność pomiaru

Measurement of Parameters of MEMS Electronic Filters with Automatic Determination of Uncertainty

Abstract

MEMS type electronic filters used in practice require experimental testing of amplitude and phase characteristics. This requires the development of a measurement method that will not only measure the characteristics, but also allow for the simultaneous estimation of the measurement uncertainty. The computer-controlled measuring system described in the article enables the measurement of filter characteristics while maintaining measurement traceability, taking into account the fully automated process of estimating the measurement uncertainty. The tests carried out during the study of the characteristics of the exemplary magnetostrictive filter confirmed both the correctness of the proposed solution and its applicability in practice.

Keywords

Chebyshev filter, measurement uncertainty, MEMS filters

Bibliografia

  1. Adams T.M., G104-A2LA Guide for estimation of measurement uncertainty in testing, American Association of Laboratory Accreditation Manual 10, 2002:1.
  2. Bapat Y.N., Electronic Circuits and Systems: Analog and Digital, Tata McGraw-Hill Education, 1992.
  3. Johnson Jr C.R., Sethares W.A., Klein A.G., Software receiver design: build your own digital communication system in five easy steps, Cambridge University Press, 2011.
  4. Laghari W.M., Baloch M.U., Mengal M.A., Shah S.J., Performance analysis of analog Butterworth low pass filter as compared to Chebyshev type-I filter, Chebyshev type-II filter and elliptical filter, “Circuits and Systems”, Vol. 5, No. 9, 2014, 209–216, DOI: 10.4236/cs.2014.59023.
  5. Litovski V., Electronic Filters, Springer Singapore, 2019.
  6. Liu H., Wang J., Kiselychnyk O., Mathematical Modeling and Control of a Cost Effective AC Voltage Stabilizer, “IEEE Transactions on Power Electronics”, Vol. 31, No. 11, 2016, 8007–8016, DOI: 10.1109/TPEL.2015.2514180.
  7. Przesmycki O., Filtry elektryczne, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 1962.
  8. Tłacza W., Środowisko LabVIEW w eksperymencie wspomaganym komputerowo, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2017.
  9. Williams A.B., Taylor F.J., Electronic filter design handbook, McGraw-Hill Education, 2006.
  10. EA-4/02 M:2013 Evaluation of the Uncertainty of Measurement in Calibration.
  11. Siglent SDG1000 Datasheet.
  12. Tonghui TH1961 Datasheet.
  13. 3575A Operating & Service Manual.
  14. ILAC-P14:09/2020 ILAC Policy for Measurement Uncertainty in Calibration, 2020, International Laboratory Accreditation Cooperation, Silverwater, Australia.
  15. JCGM 100:2008, Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement, 2008, Joint Committee for Guides in Metrology, Sèvres, Francja.