cw_5spr.pdf

(203 KB) Pobierz
Microsoft Word - ćw_5spr.doc
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii I. 2007/08
Politechnika Rzeszowska
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Grupa
1…………….....................
kierownik
2.........................................
Data
Laboratorium Metrologii I
Ocena
Pomiary napięć i prądów stałych
Nr ćwicz.
5
3.........................................
4.........................................
1. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zaznajomienie z przyrządami do pomiaru napięcia i prądu stałego:
poznanie budowy woltomierza i amperomierza wychyłowego, schematu blokowego
woltomierza elektronicznego i struktury kompensatora oraz wpływu ich budowy i zasady
działania na wyniki pomiarów. Zakres ćwiczenia obejmuje pomiary napięcia stałego, prądu
stałego i rezystancji wewnętrznej źródła napięcia.
2. ZAGADNIENIA
1. Zasada i dokładność pomiaru napięcia stałego za pomocą woltomierza
magnetoelektrycznego
2. Zasada i dokładność pomiaru napięcia stałego za pomocą woltomierza cyfrowego
3. Błąd systematyczny występujący podczas pomiaru napięcia stałego
4. Znajomość pojęć i zależności: stała przyrządu, czułość przyrządu, rezystancja
wewnętrzna, rezystancja jednostkowa woltomierza magnetoelektrycznego, poprawka.
5. Na czym polega podwójna kompensacja i w którym z kompensatorów się ją stosuje.
6. Schemat układu i zasada pomiaru kompensatorem technicznym.
3. PROGRAM ĆWICZENIA
1. Przy otwartym wyłączniku W odczytać wartość napięcia U 1 z woltomierza cyfrowego V3
(rys.1). Zamknąć wyłącznik i odczytać z amperomierza cyfrowego wartość prądu I oraz
z woltomierza cyfrowego wartość napięcia U 2 . Wartość rezystora dekadowego R w należy
tak dobrać, aby uzyskać widoczną różnicę wskazań woltomierza w obu przypadkach.
Obliczyć wartość rezystancji wewnętrznej źródła R we z podanego wzoru.
2. Uwzględniając biegunowość źródła U i oznaczenia na zaciskach woltomierza
magnetoelektrycznego V1 zmierzyć napięcie źródła wybierając najkorzystniejszy zakres
pomiarowy woltomierza (rys.2). W celu eliminacji błędu grubego powtórzyć dodatkowo,
wykluczające pomyłkę, pomiary napięcia. Obliczyć poprawkę uwzględniającą błąd
systematyczny pomiaru spowodowany rezystancją wewnętrzną źródła R we oraz błąd
graniczny pomiaru. Podać końcowy wynik pomiaru.
3. Dobrać najkorzystniejszy zakres pomiarowy woltomierza cyfrowego V3 i zmierzyć napięcie
U (rys. 3). Obliczyć błąd graniczny pomiaru oraz podać wynik końcowy.
4. Połączyć układ pomiarowy ( rys. 4) i ustawić napięcie zasilające dla kompensatora
technicznego na poziomie 1.5V (istotne), zakres pomiarowy kompensatora Z ustawić w
położeniu x1 (0..200mV).
5. Według punktów 6,7,8 korzystając z dzielnika napięcia dokonać pomiaru wartości
napięcia U x z przedziału (0..1)V oraz (1..10)V.
6. Wcisnąć i przytrzymać klawisz przełącznika E n (czułość x0.1), sprowadzić wskazówkę
galwanometru do zera pokrętłami przełączników REG. Jk. Nie zwalniając klawisza E n ,
ćw_5spr.doc
- 1 -
122604279.010.png 122604279.011.png
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii I. 2007/08
wcisnąć klawisz G (czułość x1) i przytrzymując oba klawisze wciśnięte ponownie
wyzerować galwanometr.
7. Wcisnąć i przytrzymać klawisz przełącznika E x (czułość x0.1), sprowadzić wskazówkę
galwanometru do zera pokrętłami przełączników x10, x1, x0.1 mV. Nie zwalniając
klawisza E x , wcisnąć klawisz G (czułość x1) i trzymając oba klawisze wciśnięte
ponownie wyzerować galwanometr.
8. Wcisnąć i przytrzymać klawisze przełączników E n i G (czułość x1) i sprawdzić, czy
wskazówka galwanometru ustawiona jest na wartości zero. Jeżeli wskazówka wychyla się
z położenia zerowego, to należy powtórzyć pomiar według punktów 6 i 7.
9. Podać wartości napięć, błędy graniczne pomiarów oraz podać końcowy wynik pomiarów.
4. PRZEBIEG ĆWICZENIA
Zastosowane przyrządy:
Typ
Nr
Zakres
Dokładność
V 1 woltomierz
magnetoelektryczny
V 3 woltomierz
cyfrowy
A amperomierz
cyfrowy
KT kompensator
techniczny
U źródło napięcia
sprawdzanego
Z zasilacz
stabilizowany
DN dzielnik
napiecia
R w dekadowy
rezystor wzorcowy
4.1. Wyznaczanie rezystancji wewnętrznej źródła napięcia
4.1.1. Układ pomiarowy
Rys. 4. Schemat układu do wyznaczania rezystancji wewnętrznej źródła
4.1.2. Wyniki pomiarów i obliczeń
U 1 =
2 =
I =
ćw_5spr.doc
- 2 -
122604279.012.png 122604279.013.png
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii I. 2007/08
R
=
UU
1
−
2
=
UU
I
1
−
2
=
we
UU
R
−
1
2
R v
→∞
I
−
v
4.2. Pomiar napięcia woltomierzem magnetoelektrycznym
4.2.1. Układ pomiarowy
C
=
U
n
1
=
V
1
α
n
1
Rys. 2. Schemat układu do pomiaru napięcia woltomierzem
4.2.2 .Wyniki pomiarów i obliczeń
α = ,
Surowy wynik pomiaru:
U
1
=
α
⋅
C
V
=
Błąd systematyczny metody:
Δ
=
−
I
R
=
−
U
1
R
=
s
v
we
R
we
v
Poprawka: p
=− Δ
s
kl
100
Dopuszczalny błąd bezwzględny pomiaru:
Δ
U
=
±
U
n
=
±
Końcowy wynik pomiaru: ( ) =
U
=
U
1
+
p
±
Δ
U
±
4.3. Pomiar napięcia woltomierzem cyfrowym
4.3.1. Układ pomiarowy
Rys. 3. Schemat układu do pomiaru napięcia woltomierzem cyfrowym
4.3.2.Wyniki pomiarów i obliczeń
U 3 =
Błąd systematyczny metody:
Δ
=
−
U
R
=
S
we
R
V
Poprawka: p
=−Δ
S
ćw_5spr.doc
- 3 -
122604279.001.png 122604279.002.png 122604279.003.png 122604279.004.png 122604279.005.png 122604279.006.png
 
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii I. 2007/08
Błąd graniczny pomiaru: ΔU 3 = ± ( a U 3 + b U N3 )
Końcowy wynik pomiaru: ( ) =
U
=
U
3
+
p
±
Δ
U
4.4. Pomiar napięcia stałego kompensatorem
4.4.1. Schemat układu pomiarowego:
Rys.4. Schemat układu do pomiaru napięcia metodą kompensacyjną
4.4.2. Wyniki pomiarów i obliczeń:
Lp.
E x [V]
U x [V]
δ Ux [%]
Δ Ux [V]
1
2
Wartość mierzonego napięcia U x :
U
=
E
x
⋅
10
3
=
x
N
Względny i bezwzględny błąd graniczny pomiaru napięcia (pominięto wpływ obciążenia
źródła napięcia przez rezystancję wejściową dzielnika napięcia na dokładność pomiaru):
δ
U
x
=
±
[ ] =
δ
k
+
δ
DN
Δ
U
=
±
x
100
δ
U
U
=
x
x
Końcowy wynik pomiaru:
U
x
±
Δ
U
x
=
5. Wnioski
ćw_5spr.doc
- 4 -
122604279.007.png 122604279.008.png 122604279.009.png
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii I. 2007/08
6. Pytania kontrolne
1. Budowa woltomierza magnetoelektrycznego wielozakresowego.
2. Co to jest stała woltomierza magnetoelektrycznego?
3. Co to jest czułość woltomierza magnetoelektrycznego?
4. Co to jest R v woltomierza magnetoelektrycznego?
5. Jak wpływa R v na dokładność pomiaru napięcia stałego woltomierzem
magnetoelektrycznym?
6. Jak wpływa R we źródła napięcia stałego na dokładność pomiaru?
7. Jak wyznaczamy i eliminujemy błąd systematyczny przy pomiarze napięcia stałego?
8. Błąd graniczny pomiaru napięcia stałego woltomierzem cyfrowym.
9. Ogólna zasada działania kompensatorów napięcia stałego (kompensatory ze stałym i
zmiennym prądem pomocniczym).
10. Na czym polega podwójna kompensacja i w którym z rodzajów kompensatorów się ją
stosuje?
11. Definicja i sposób wyznaczania względnego granicznego błędu pobudliwości
LITERATURA
1. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: Metrologia elektryczna, Warszawa: WNT, 1997.
2. Dyszyński J. : Metrologia elektryczna i elektroniczna - laboratorium cz. I. Rzeszów:
WPRz, 1997.
3. Szadkowski B. ( red) Laboratorium metrologii elektrycznej i elektronicznej
4. Wyd. Polit. Śląskiej, Gliwice, 1998
5. Furmankiewicz L. ( red) Laboratorium metrologii elektrycznej ( materiały pomocnicze
cz. III) Wyd. Politechniki Zielonogórskiej , Zielona Góra, 2000
6. Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M., Szadkowski B.: Podstawy metrologii
elektrycznej, Warszawa: WNT, 1984.
ćw_5spr.doc
- 5 -

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin