2-pomiar_napiecia.pdf

(114 KB) Pobierz
Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych
Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych
z Miernictwa Elektronicznego
Data wykonania pomiaru: 03.04.2008
Prowadzący: dr inż. Jan Juszkiewicz
Grupa laboratoryjna: Michał Tomanek, Tomasz Witka
Pomiar napięcia stałego przyrządami analogowymi i cyfrowymi
/ćwiczenie 1/
Przyrządy:
woltomierz analogowy LM-3: kl.=0,5%,
oporność wew. zakresu
w U
V
1000 W
*
woltomierz cyfrowy „Meratronik” typ V543:
D
x U
,0 +
%
x
,0
01
zakresu
oporność wew. R w =1000M W (0,1V, 1V), R w =10M W (10V, 100V,1000V)
opornica dekadowa DR4B-16, klasa: 0,05
zasilacz DC
Cel ćwiczenia:
Poznanie parametrów typowych woltomierzy prądu stałego i warunków poprawnej ich
eksploatacji oraz metod obliczania i eliminowania błędów pomiaru, wynikających ze
zmiany wartości mierzonej wskutek włączania przyrządu pomiarowego.
Proces pomiarowy:
E=10,8V
R *
=
U %
=
05
U
321844270.031.png
Źródło napięcia stałego zostało ustawione na ok. 11V (pomiar wykazał wartość 10,8V),
a następnie do układu została włączona opornica dekadowa i dla różnych rezystancji,
przy pomocy woltomierza analogowego i cyfrowego, zmierzone zostały różnice
potencjałów między punktami a i b.
Dla woltomierza cyfrowego używany był zakres 10V natomiast dla woltomierza
analogowego zakres 15V oraz skala składająca się z 75 działek.
R [Ω]
0
10
100
1000
5000 10000
U x cyfr.[V]
10,859 10,859 10,859 10,858 10,855
10,85
U x analog.[V]
10,8
10,8
10,74
10,2
8,36
6,68
Tabela 1: wyniki pomiarów napięcia
U x [V]
10,859 10,859 10,859 10,858 10,855 10,850
Zakres [V]
10
10
10
10
10
10
D U x [V]
0,007
0,007
0,007
0,007
0,007
0,007
d U x [%]
0,06
0,06
0,06
0,06
0,06
0,06
Tabela 2: błędy graniczne pomiarów dla woltomierza cyfrowego
U x [V]
10,8
10,8
10,74
10,2
8,36
6,68
Zakres [V]
15
15
15
15
15
15
D U x [V]
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
d U x [%]
0,7
0,7
0,7
0,8
0,9
1,2
Tabela 3: błędy graniczne pomiarów dla woltomierza analogowego
Przykładowe obliczenia:
Błąd graniczny woltomierza cyfrowego: )
D
U +
x U
=
±
( zakresu
,0
05
%
U
x
,0
01
%
Dla U x= 10,859 : 0,007
D x
=
,0
05
´
10
,
859
+
,0
01
´
10
=
0,0064295
»
100
100
Błąd graniczny woltomierza analogowego:
D
U ´
=
±
klasa
U
zakresu
x
100
D x
=
±
5,0
´
15
=
,0
075
100
Poprawka wyniku – systematyczny błąd metody:
Proces pomiarowy napięć jest obarczony systematycznym błędem metody, który
wynika z tego, że woltomierz ma skończoną rezystancję i pobiera prąd. Błąd jest tym
mniejszy, im większa jest rezystancja woltomierza w stosunku do rezystancji obwodu.
Względny błąd systematyczny wyraża się wzorem:
d
U
=
-
R
W
,
S
1
R
+
R
V
W
d
U -
=
R
W
S
2
R
V
U
U
321844270.032.png 321844270.033.png 321844270.034.png 321844270.001.png 321844270.002.png 321844270.003.png 321844270.004.png 321844270.005.png 321844270.006.png 321844270.007.png 321844270.008.png 321844270.009.png 321844270.010.png
Aby określić, czy należy zastosować poprawkę, można porównać względny błąd
graniczny przyrządu ze względnym błędem systematycznym.
Dla woltomierza cyfrowego wyniki przedstawiają się następująco:
R w [Ω]
0
10
100
1000
5000 10000
U x [V]
10,859 10,859 10,859 10,858 10,855
10,85
R v [Ω]
10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000
d s U 1 [%]
0 -0,000001 -0,00001 -0,0001 -0,0005 -0,001
d s U 2 [%]
0,0 -0,000001 -0,00001 -0,0001 -0,0005 -0,001
Natomiast dla woltomierza analogowego:
R w [Ω]
0
10
100
1000
5000
10000
U x [V]
10,8
10,8
10,74
10,2
8,36
6,68
R v [Ω]
15000
15000
15000
15000
15000
15000
d s U 1 [%]
0 -0,0007
-0,007
-0,07
-0,4
-0,7
d s U 2 [%]
0 -0,0007
-0,007
-0,06
-0,3
-0,4
jest spełnione,
natomiast dla woltomierza analogowego trzy ostanie wyniki należy skorygować o
wartość błędu metody.
d
syst
>
1,0 aparat
´
d
.
U x [V]
10,8
10,8 10,74
10,2
8,36
6,68
U v -U ab [V]
-
-
-
-0,68
-2,78 -4,45
U po korekcie [V]
10,88 10,88
10,8 10,88 11,14 11,13
Wnioski:
W przyrządzie analogowym błąd względny pomiaru rośnie wraz ze wzrostem
rezystancji obwodu, natomiast w cyfrowym utrzymuje się na stałym poziomie. Wynika
to z tego, że woltomierz cyfrowy ma o wiele większą rezystancję (10MΩ dla danych
zakresów) od woltomierza analogowego (15000 Ω dla danych zakresów). Zatem
woltomierz cyfrowy pobiera mniejszą moc z obwodu oraz przepływa przez niego prąd o
niższym natężeniu - idealny woltomierz powinien mieć nieskończoną rezystancję aby
nie pobierać prądu ani mocy z obwodu. Błąd względny miernika analogowego jest
największy na początku zakresu a na końcu zakresu osiąga wartość klasy miernika.
Jeśli błąd metody nie jest o rząd mniejszy od błędy granicznego woltomierza wyniki
należy poprawić. Dla woltomierza cyfrowego kryterium
321844270.011.png 321844270.012.png 321844270.013.png 321844270.014.png 321844270.015.png 321844270.016.png 321844270.017.png 321844270.018.png 321844270.019.png 321844270.020.png 321844270.021.png 321844270.022.png 321844270.023.png 321844270.024.png 321844270.025.png 321844270.026.png 321844270.027.png 321844270.028.png 321844270.029.png 321844270.030.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin