Rok akademicki 2000/2001	LABORATORIUM PODSTAW METROLOGII		Podgrupa nr. 1 Godz. 11^45-14^00
Osoby w podgrupie: Irmina Stola Błażej Wachowski Krzysztof Wągrodzki	Ćwiczenie nr. 1 Temat: Pomiary rezystancji		Sprawozdanie wykonał: Krzysztof Wągrodzki
	Data wykonania ćwiczenia: 25.10.2000	Data oddania sprawozdania: 8.11.2000	Ocena

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia jest poznanie wybranych metod pomiaru rezystancji i dokonanie analizy błędów pomiaru.

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

1. Pomiar rezystancji żył za pomocą omomierza analogowego.

2. Dobór elementów mostka Wheatstone'a.

3. Zestawienie układu pomiarowego.

4. Pomiar rezystancji żył mostkiem Wheatstone'a (pomiar pojedynczy).

5. Pomiar rezystancji żyły nr 3 mostkiem Wheatstone'a (seria pomiarowa).

6. Analiza błędów pomiaru.

OBLICZENIA:

1. Obliczenie maksymalnego napięcia jakie można przyłożyć do rezystora dekadowego DR1s: (dla R = 10⁴Ω)

2. Dokładność pomiaru rezystancji żył omomierzem

1. analogowym:

kl. = 2,5 zakres = 100dz

Żyła 1

Żyła 2

Żyła 3

b) cyfrowym

3. Rozdzielczość (błąd rozdzielczości):

4. Dobór R3 i R4:

5. Obliczenie stałej napięciowej woltomierza, który jest wskaźnikiem równowagi:

Błąd nieczułości:

6. Sprawdzenie czy nie przekroczono dopuszczalnych wartości prądu w rezystorach:

7. Obliczenia i analiza błędów serii pomiarowej:

Błąd maksymalny pomiaru (błąd graniczny):

UKŁAD POMIAROWY:

TABELE POMIAROWE:

1. Pomiar rezystancji żył omomierzem analogowym i cyfrowym.

tor nr	Rx [Ω]		ΔRx [Ω]		δRx [%]
	analogowy	cyfrowy	analogowy	cyfrowy	analogowy	cyfrowy
1 2 3	55 50 60	56,3 54,8 60,0	±6,07 ±5,88 ±6,25	±1,11 ±1,11 ±1,12	±7,1 ±7,4 ±6,9	±1,97 ±2,0 ±1,86

2. Pomiar rezystancji żył mostkiem Wheatstone'a.

tor nr	R2	R3	R4	Rx	ΔR2	Δα
	[Ω]	[kΩ]	[kΩ]	[Ω]	[Ω]	[dz]
1 2	56,56 55,06	5 5	5 5	56,56 55,06	0,01 0,01	0,2 0,2

3. Pomiar rezystancji żyły nr 3 mostkiem Wheatstone'a (seria pomiarowa)

tor 3	R3	R4	R2	Rx	Rx-Rx­­sr	(Rx-Rxsr)^2	ΔR2	Δα
Lp.	[kΩ]	[kΩ]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]^2	[Ω]	[dz]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	5 5 5 5 5 5 5 5 5 5	5 5 5 5 5 5 5 5 5 5	55,1 55,09 55,08 55,11 55,12 55,09 55,1 55,08 55,13 55,11	55,1 55,09 55,08 55,11 55,12 55,09 55,1 55,08 55,13 55,11	-0,001 -0,011 -0,021 0,009 0,019 -0,011 -0,001 -0,021 0,0029 0,009	0,000001 0,000121 0,000441 0,000081 0,000361 0,000121 0,000001 0,000441 0,000841 0,000081	0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01	0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
			R2­­sr= Rxsr= 55,101Ω

4. Analiza błędów.

Rxsr	Δs	Δn	Δr	Δprzyp	ΔRxsr	Rrz	δRxsr
[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[%]
55,101	0,083	1	0,011	0,0053	0,1	55,1±0,1	0,2

Niedokładność nie powinna być zaokrąglana, chyba że błąd wynikający z zaokrąglenia nie przekracza 10%.

SPIS PRZYRZĄDÓW:

• rezystor dekadowy typu RD-1A (9207);

• rezystor dekadowy typu DR1s-16 (69/399);

• zasilacz typu P303 (DOPT/95);

• omomierz analogowy UNI21;

• multimetr uniwersalny V640;

WNIOSKI:

Pomiar rezystancji żył wykonany został następującymi metodami:

• za pomocą omomierza analogowego

• za pomocą omomierza cyfrowego

• metodą mostkową z wykorzystaniem mostka Wheatstone'a.

Rezystancja żył zmierzona omomierzem analogowym wyniosła dla toru pierwszego 55Ω, dla drugiego 50Ω, a dla trzeciego 60Ω przy błędzie względnym δ rzędu 7% i bezwzględnym Δ około 6Ω. Omomierz cyfrowy wykazał się większą dokładnością (błąd bezwzględny rzędu 1,1Ω, względny 2%. Najlepszą dokładnością pomiaru cechował się mostek Wheatstone`a, gdzie błąd bezwzględny nie przekroczył 0,1Ω.

Przy budowie mostka Wheatstone'a należy zwrócić uwagę, by nie przekroczyć znamionowych prądów rezystorów użytych do konstrukcji mostka (nie przekroczyć dopuszczalnej mocy strat). Przy doborze elementów wygodnie jest wybrać stałą k = 1. Wtedy wartość rezystancji mierzonej odczytywana jest bezpośrednio z ustawienia rezystora R2. Od dokładności wykonania tego rezystora zależy też błąd rozdzielczości δ­_r, który wykorzystywany jest do obliczenia stałej napięciowej wskaźnika równowagi. Wskaźnik równowagi powinien mieć możliwość wyboru kilku stałych napięciowych, co umożliwia ustawienie tej najbliższej wartości obliczonej i uzyskanie założonej dokładności pomiaru.

Wartość rezystancji żyły nr 3 zmierzona mostkiem Wheatstone'a wyniosła Rx = 55,1Ω, a błąd maksymalny pomiaru δRx = 0,2%. Największy udział w tym błędzie ma błąd systematyczny określony klasami elementów rezystancyjnych użytych do konstrukcji mostka. Im dokładniejsze rezystory, tym dokładność pomiaru wzrasta. Pomiar mostkiem okazał się dokładniejszy od pomiaru rezystancji omomierzem analogowym i cyfrowym.

1

1

---