| סטודנט א’ | סטודנט ב’ | |
|---|---|---|
| שם | עידו פנג בנטוב | הדס כץ |
| ת”ז | CLASSIFIED | CLASSIFIED |
| דואר אלקטרוני | CLASSIFIED | CLASSIFIED |
הדוח/פרויקט המוגש בזאת הוא פרי של עבודה וחשיבה עצמאית שביצענו עם חברי הקבוצה בלבד. אנו מצהירים שנעזרנו באחד או יותר מהאמצעים שהוזכרו באופן הבא:
- צ’אט GPT - עזרה בניסוח בלבד.
שאלה 1
סעיף א’
נסווג את הפרמטרים בסימולציה לשגיאות שיטתיות ואקראיות:
שגיאות אקראיות:
- היות ופרמטר ה- repeatability error נתון באחוזים של ה- full scale of sensor, שניהם יחדיו מבטאים את סך שגיאת ה-repeatability, ושגיאה זו היא בהגדרתה שגיאה אקראית.
איור 1: שגיאה אקראית הנוצרת מה-repeatability error.
שגיאות שיטתיות:
- הפרמטר sensitivity error יוצר סטייה יחסית קבועה מהערך האמיתי (למעשה, הוא נתון באחוזים מהערך האמיתי). הוא נוצר כתוצאה מכיול שגוי, ולא רעשים אקראיים. משמע, הוא יוצר שגיאה שיטתית.
- בדומה ל-repeatability error, הפרמטר bit depth נתון בביטים שמוקצים לשמירת מידע, שהטווח שלו מוגדר ב- full scale of A/D card. ככל שנקטין את מספר הביטים, או נגביר את הטווח, אנו נצמצם את יכולת הכימות שלנו. כלומר, ההפרש בין הערך האנלוגי האמיתי לערך הדיגיטלי שאנו יכולים לשמור יגדל. הפרש זה הוא גודל שיחזור על עצמו במדידות חוזרות, ולכן השגיאה שנוצרת היא שגיאה שיטתית.
איור 2: שגיאה שיטתית הנוצרת מ- bit depth ו- full scale of A/D נמוכים.
- רוחב הסרט (bandwidth) בערכים נמוכים מספיק מסנן את השינוי המהיר ברגע הכניעה. סינון זה צפוי וחוזר על עצמו ולכן גורם לשגיאה שיטתית.
- קצב הדגימה (sampling rate) גם כן יכול לגרום לשגיאה שיטתית כי ניתן לצפות אותו - ככל שנקטין אותו, אנו עלולים לגרום להתחזות שיוצרת שגיאות החוזרות על עצמן.
הערה של מיכאל בבוחן בעל פה:
אני לא מחשיב את השגיאה כתוצאה מ- bit depth נמוך כשגיאה שיטתית, אל פשוט כרזולוציה נמוכה.
סעיף ב’
עבור ה-repeatability error (השגיאה האקראית), גורם אפשרי הוא הפרעה הנוצרת ממכשירים שונים בסביבה (למשל ספק כוח היוצר הפרעות בשדה המגנטי) שמשפיעים על האות האנלוגי של החיישן.
מבחינת השגיאות השיטתיות:
- שגיאת הרגישות יכולה להיגרם כתוצאה מכיול שגוי או בניית מערכת לקויה.
- ה-bit depth הנמוך, כפי שהוסבר בסעיף הקודם, גורם לשגיאה כמותית.
- רוחב סרט בערכים נמוכים מספיק יכול לסנן את השינוי המהיר ברגע הכניעה.
- קצב דגימה נמוך עלול לגרום להתחזות.
שאלה 2
סעיף א’
הרזולוציה הכוללת תלויה ברעש המדידה (ה-repeatability error, שהוא בעצמו באחוזים של ה- full scale of sensor), וברגישות (sensitivity error):
כאשר:
בנוסף, היא גם תלויה ב- full scale of A/D card וגם ב- bit depth באופן הבא:
סעיף ב’
הרזולוציה הכוללת היא מהצורה:
כדי שהרזולוציה הדיגיטלית תהיה הדומיננטית, נדרוש ש-
כאשר רעש המדידה,
סעיף ג’
נקצין את התנאי לעיל.
איור 3: רזולוציה דיגיטלית דומיננטית.
איור 4: רזולוציה דיגיטלית לא דומיננטית.
שאלה 3
סעיף א’
רוחב הסרט וקצב הדגימה משפיעים בעיקר על רגע הכניעה בפרופיל הכוח, מהסיבה שרגע זה מאופיין בשינויים מאוד חדים בפרופיל הכוח. רוחב הסרט קובע אם השינויים החדים מסוננים או לא, וקצב הדגימה קובע אם בכלל השינוי החד נקלט.
סעיף ב’
רוחב הסרט
לפי קריטריון נייקוויסט, נרצה שקצב הדגימה יהיה גדול פי
סעיף ג’
מהסימולציה, זמן המחזור של רגע הכניעה עומד על
איור 5: רוחב סרט מינימלי עבורו אין סינון.
מבחינת קצב הדגימה, אנו נאבד מידע מ:
ואכן, כבר ב-
איור 6: קצב דגימה שלא בקריטריון נייקוויסט.
שאלה 4
סעיף א’
מתוך הגרף הכחול:
- מודול יאנג:
- כוח כניעה:
- כוח UTS:
- אמפליטודת נפילת הכוח:
- זמן נפילת הכוח:
סעיף ב’
נדרוש דיוק של
- מודול יאנג:
- כוח כניעה:
- כוח UTS:
- אמפליטודת נפילת הכוח:
- זמן נפילת הכוח:
סעיף ג’
מבחינת התכונות עם ערכי כוח (ניוטון), נחמיר אותם לפי הדרישות על UTS.
- עבור רעש המדידה, שתלוי ב- repeatability וב- full scale of sensor, נדרוש שהמכפלה לא תעלה על
- עבור הרגישות, היא כבר עומדת בתנאים כי גבולותיה הם
- עבור ה-bit depth וה- full scale of A/D, נגדיר את הדרישות לפי הרזולוציה:
- עבור זמן הדגימה, על מנת לעמוד בדרישה של
סעיף ד’
במידה ורעש המדידה עומד על
איור 7: סטייה מהדרישה על
.
במידה והרזולוציה הדיגיטלית לא עומדת בתנאים:
ואכן:
איור 8: סטייה מהדרישה על
.
עבור קצב הדגימה, כאשר
איור 9: סטייה מהדרישה על
.