3. Przebieg ćwiczenia:
Pomiar rezystancji mostkiem Wheastone'a i badanie wpływu parametrów układu na błąd nieczułości.
R n |
R3/R4 |
R3 |
R4 |
R2 |
R2' |
Δα |
Rx |
|
|
|
|
||
Ω |
|
kΩ |
kΩ |
Ω |
Ω |
dz |
Ω |
% |
% |
% |
Ω |
||
1 |
10-3 |
0,1 |
100 |
1014,4 |
1019,4 |
1 |
1,014 |
0,099 |
0,2 |
0,299 |
1,014 |
± |
0,003 |
10 |
|
0,1 |
100 |
9980 |
10020 |
1 |
9,98 |
0,08 |
0,2 |
0,28 |
9,98 |
± |
0,028 |
10 |
10-2 |
0,1 |
10 |
1000,3 |
1000,6 |
1 |
10,003 |
0,006 |
0,2 |
0,21 |
10,003 |
± |
0,0206 |
100 |
|
0,1 |
10 |
9968 |
9973 |
1 |
99,68 |
0,01 |
0,2 |
0,21 |
99,68 |
± |
0,209 |
100 |
10-1 |
0,1 |
10 |
9997,4 |
9997,5 |
2 |
99,974 |
0,0004 |
0,2 |
0,2 |
99,974 |
± |
0,2003 |
1000 |
|
0,1 |
1 |
9999 |
9999,3 |
1 |
999,9 |
0,0006 |
0,2 |
0,2 |
999,9 |
± |
2,0058 |
1000 |
1 |
10 |
10 |
1000,2 |
1000,3 |
3 |
1000,2 |
0,006 |
0,2 |
0,206 |
1000,2 |
± |
2,0604 |
10000 |
|
10 |
10 |
9997,5 |
9997,9 |
1 |
9997,5 |
0,0008 |
0,2 |
0,2 |
9997,5 |
± |
20,075 |
10000 |
10 |
10 |
1 |
999,9 |
10000 |
5 |
9999 |
0,01 |
0,2 |
0,21 |
9999 |
± |
20,998 |
100000 |
|
10 |
1 |
10000 |
10001 |
1 |
100000 |
0,002 |
0,2 |
0,202 |
100000 |
± |
202 |
100000 |
100 |
10 |
1 |
1000,2 |
1000,7 |
1 |
100020 |
0,01 |
0,2 |
0,21 |
100020 |
± |
210,04 |
Badanie wpływu parametrów układu na błąd nieczułości.
U |
Rd |
Rx |
R3/R4 |
R2' |
|
R2'' |
|
|
|
V |
|
|
|
|
dz |
|
dz |
dz |
% |
|
|
1000 |
10 |
99,9 |
10 |
100 |
1 |
-9 |
-0,0022 |
5 |
0 |
10000 |
1 |
9998 |
0 |
9999,9 |
1 |
1 |
0,0038 |
|
|
50000 |
1 |
50000 |
0 |
50010 |
1 |
1 |
0,004 |
|
|
100000 |
100 |
1000 |
0 |
1000,3 |
1 |
1 |
0,00599 |
Klasy dekad R2 - 0.1 %, R3,R4,RN - 0,05%
Klasy rezystorów mierzonych:
1 Ω 0,01
10 Ω 0,01
100 Ω 0,01
1 kΩ 0,01
10 kΩ 0,02
100 kΩ 0,03
Wartość rezystancji odczytana z wykresu R2 = 99,98
Przykładowe obliczenia:
Wartość rezystancji mierzonej Rx :
Ω
Błąd nieczułości :
Graniczny systematyczny błąd pomiaru .
Całkowity graniczny błąd pomiaru :
=
+
= 0,099 + 0,2 = 0,299%
Bezwzględny błąd pomiaru Rx max .
= 10-2 Rx 
=10-2*1,014*0,299 = 0,00303 Ω
Wnioski:
Mostek Wheastone'a jest układem pozwalającym na pomiar rezystancji w zakresie od 1 do 106 Błąd pomiaru tą metodą w znaczny sposób zależny jest od elementów wchodzących w skład obwodu. Chodzi tu o dokładność wykonania rezystorów dekadowych, błędu nieczułości oraz błędów związanych z warunkami wykonywania pomiarów (błąd przypadkowy). I tak systematyczny błąd pomiaru δsRx dla dekad użytych w ćwiczeniu wyniósł 0,2%. Błąd nieczułości jest najmniejszy gdy stosunek rezystancji R3 i R4 dążą do jedności. Po uwzględnieniu błędu nieczułości i błędu systematycznego otrzymujemy wartość całkowitego granicznego błędu pomiaru. Wartość jego jest również najmniejsza dla stosunku rezystancji dążącego do jedności. Podsumowując stwierdzić można, iż błąd pomiaru mostkiem Wheastone'a jest najmniejszy przy pomiarze rezystancji których wartości są bliskie rezystancji R2.
100,0
99,8
99,6
99,4
99,2
99,0
0
1
5
2
10
REZYSTANCJA
ODCHYLENIE
Wyszukiwarka