LABORATORIUM MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO

Temat ćwiczenia: POMIAR REZYSTANCJI METODAMI BEZPOŚREDNIMI.

Cel ćwiczenia: Poznanie zasad pomiaru rezystancji metodami bezpośrednimi

oraz źródeł błędów i ograniczenia zakresu mierzonych wartości tymi metodami.

Spis przyrządów.

1. Multimetr cyfrowy METEX typ M-3640 D; wykorzystywany jako omomierz,

błąd pomiaru na zakresie: 200Ω i 200kΩ ±( 0,5%w.m. + 3LSD ),

2 MΩ ±( 1%w.m. + 2LSD ), rozdzielczość na zakresie: 200Ω --> [Author:CW] - 0,1Ω;

200kΩ - 100Ω; 2 MΩ - 10KΩ, nr inw. IVh-1258

2. Mostek Wheatstone'a - firma Era typ TMW-5 , zakresy

500÷5000 mΩ
5÷50 Ω
50÷500 Ω	UZ=8÷12 V	błąd pomiaru ± 0,5%
500÷5000 Ω
5÷50 kΩ	UZ=40÷60 V
50÷500 kΩ
500÷5000 kΩ	UZ=180÷200 V	błąd pomiaru ± 1%

nr inw. IVh-1226

3. Mostek laboratoryjny typ MLG, wyprodukowano w Czechosłowacji, U_Z=4÷4,5 V,

błąd pomiaru 0,3%, zakresy

		0,001
	*1000	0.01
0÷10	*100	0,1
	*10	* 1
	*1	10
		100
		1000

nr inw. IV-h-968

4. Omomierz magnetoelektryczny typ OM-1, kl. , U_Z=9 V, długość łuku

podziałki=80 mm, zakresy:

50 Ω÷100 kΩ	RW= 2 kΩ
500 Ω÷1 MΩ	RW= 20 kΩ
5 kΩ÷10 MΩ	RW= 200 kΩ

nr inw. brak

5. Zasilacz napięcia stałego, typ ZT -980-3M firmy „Unitra CEMI” Szczytno,

U_wy = 0 ÷ 50V, I_max = 1 A, nr inw. IVa-571.

6. Rezystory badane

1. Telpod R₁=8,2 kΩ ± 5%

2. Toral R₂=51 Ω ± 5%

3. Telpod R₃=5,6 MΩ ± 5%

4. Telpod R₄=180 Ω ± 5%

Pomiary

Pomiar rezystancji wskazanych obiektów przy użyciu omomierza analogowego, multimetru cyfrowego, mostka technicznego Wheatstone'a, mostka laboratoryjnego.

1 Przebieg pomiaru.

Wykonujemy pomiar rezystancji wykorzystując przewidziane w ćwiczeniu urządzenia pomiarowe, w czasie pomiarów, w miarę możliwości, wyznaczamy doświadczalnie błędy mające wpływ na wynik pomiarów.

2. Układy pomiarowe.

mostek laboratoryjny

3. Tabela wyników pomiarów.

	Metex	OM-1	mostek Wheatstone'a	mostek laboratoryjny
R1 [kΩ]	8,11	8,0	8,35	8,34
ΔR1 [kΩ]	0,08	0,1	0,05	0,03
δR1 [%]	0,9	2	0,5	0,3
ΔR1nie[kΩ]	-	-	0,02	0,007
δR1nie [%]	-	-	0,2	0,09
ΔR1roz [kΩ]	-	-	0,01	0,003
δR1roz [%]	-	-	0,002	0,04
ΣΔR1 [kΩ]	-	-	0,03	0,01
δΣΔR1 [%]	-	-	0,4	0,2
R2 [Ω]	52,3	100	52,0	51,9
ΔR2 [Ω]	0,6	50	0,3	0,2
δR2 [%]	2	50	0,5	0,3
ΔR2nie[Ω]	-	-	0,007	0,3
δR2nie [%]	-	-	0,02	0,6
ΔR2roz [Ω]	-	-	0,001	0,1
δR2roz [%]	-	-	2E-05	0,2
ΣΔR2 [Ω]	-	-	0,008	0,4
δΣΔR2 [%]	-	-	0,02	0,8
R3 [MΩ]	5,50	0,75	-	5,80
ΔR3 [MΩ]	0,03	0,1	-	0,02
δR3 [%]	0,5	14	-	0,3
ΔR3nie[MΩ]	-	-	-	0,3
δR3nie [%]	-	-	-	4
ΔR3roz [MΩ]	-	-	-	4
δR3roz [%]	-	-	-	69
ΣΔR3 [MΩ]	-	-	-	5
δΣΔR3 [%]	-	-	-	73
R4 [Ω]	186	200	187	186,1
ΔR4 [Ω]	2	50	1	0,6
δR4 [%]	0,7	25	0,5	0,3
ΔR4nie[Ω]	-	-	0,07	0,2
δR4nie [%]	-	-	0,04	0,09
ΔR4roz [Ω]	-	-	0,001	0,1
δR4roz [%]	-	-	6E-06	0,06
ΣΔR4 [Ω]	-	-	0,07	0,3
δΣΔR4 [%]	-	-	0,04	0,2

4. Przykładowe obliczenia.

Wnioski.

W wykonywanym ćwiczeniu wykonywaliśmy pomiar rezystancji metodami bezpośrednimi, zaletą tego sposobu pomiaru jest to, że wynik otrzymujemy w jednostkach wielkości mierzonej i nie musimy przeliczać wyniku pomiaru. Celem wykonywanego ćwiczenia było ocenienie urządzenia pomiarowego, źródeł błędów i ograniczenia zakresu mierzonych wartości tymi metodami. Z tego też względu nie interesował nas błąd odwzorowania wartości nominalnej badanych rezystorów i przyjęliśmy, że wartość rzeczywista rezystancji zawiera się w granicach określonych przez producenta. I tak na podstawie wykonanych pomiarów możemy stwierdzić, że wykorzystywany multimetr cyfrowy Metex pozwala na pomiar rezystancji w szerokim zakresie wartości ( od dziesiątek omów do mega omów) z dobrą dokładnością. Następny wykorzystywany przez nas przyrząd omomierz magnetoelektryczny OM-1 wykonywał poprawnie pomiar rezystancji rzędu kilo omów, natomiast poniżej jak i powyżej tego zakresu wielkości, pomiary były obarczone dużym błędem, przy czym przy małych rezystancjach błąd ten był mniejszy i widać, że zmniejsza się wraz ze wzrostem wartości wielkości mierzonej. Dlatego możemy stwierdzić, iż najlepiej jest mierzyć tym miernikiem rezystancje rzędu kilo omów ponieważ pomiar innych rezystancji, szczególnie dużych charakteryzuje się dużym błędem pomiaru. Kolejnym wykorzystywanym przez nas urządzeniem pomiarowym był mostek Wheatsone,a. Wykonując pomiary mogliśmy zmierzyć wpływ błędów nieczułości i rozdzielczości na wynik pomiaru. Stwierdziliśmy, że suma wyznaczonych przez nas błędów nie przekracza błędu określonego przez producenta przyrządu przy czym zauważyliśmy większy wpływ na błąd pomiaru błędu nieczułości niż błędu rozdzielczości. Tak więc stwierdzamy, że wykorzystywany przez nas mostek Wheatsone'a może być wykorzystywany do pomiaru rezystancji zarówno kilkudziesięciu omów jak i kilo omów. Nie możemy wysunąć żadnych wniosków odnośnie pomiaru bardzo dużych rezystancji, jak i wpływu napięcia zasilania mostka na błąd pomiaru, ponieważ obiekt badany miał rezystancję większą niż zakres pomiarowy wykorzystywanego mostka. Ostatnim używanym przez nas przyrządem był mostek laboratoryjny. Podobnie jak i przy poprzednim przyrządzie wyznaczyliśmy błędy nieczułości i rozdzielczości. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzamy, że suma wyznaczonych przez nas błędów nie przekracza wartości błędu określonej przez producenta w przypadku pomiaru rezystancji rzędu kilkuset omów i kilo omów, natomiast przy pomiarze rezystancji rzędu kilkudziesięciu omów i mega omów wartość ta zostaje przekroczona ( w pierwszym przypadku nieznacznie a w drugim aż o kilkadziesiąt procent czego przyczyną było niskie napięcie zasilające mostek co przy takiej wartości rezystancji badanej miało znaczący wpływ na wynik pomiaru). Podobnie jak i przy mostku Wheatsone'a zauważamy, że wpływ błędu nieczułości na błąd pomiaru jest większy niż wpływ błędu rozdzielczości. Ostatecznie możemy stwierdzić, że wykorzystywany przez nas mostek laboratoryjny może być stosowany do pomiaru rezystancji rzędu kilkuset omów i kilo omów.

1

---