SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM
ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI
TEMAT:MOSTEK REZYSTANCYJNY
1.CEL ĆWICZENIA: zapoznanie się z mostkiem Wheatstone'a do pomiaru rezystancji oraz jego właściwościami w zastosowaniach jako mostek zrównoważony i wychylony.
2.WPROWADZENIE:Pomiary mostkowe są powszechnie stosowaną techniką pomiaru rezystancji, indukcyjności i pojemności, tj. parametrów charakteryzujących obwody elektryczne. W takich pomiarach dwa punkty obwodu są połączone przez wskaźnik zrównoważenia(przyrząd mierzący prąd lub napięcie), który wykrywa występowaniem między tymi punktami różnicy potencjałów, potencjałów szczególnym przypadku zerowej. Zastosowania układów mostkowych to: porównywanie wzorców R, L, C (rezystancji, indukcyjności, pojemności), pomiary elementów RLC w procesach ich wytwarzania i selekcji oraz przetworniki pomiarowe wielkości nieelektrycznych na elektryczne. Najprostszą formą mostka jest czteroramienny mostek rezystancyjny Wheatstone'a. zasilany ze źródła napięcia stałego. Typowym jego zastosowaniem są pomiary rezystancji w zakresie od 1Ω do 10MΩ. Mostek może być używany jako układ zrównoważony, wskaźnik służy do wykrywania zerowej różnicy potencjałów lub niezrównoważony, wskaźnik służy do pomiaru napięcia lub prądu występującego między punktami A i C.
W stanie równowagi mostka (Uwy=UAC=0) jest spełniony warunek
Jeżeli R1 jest rezystancją mierzoną, wtedy R2 jest regulowanym wzorcem rezystancji, a R3 i R4 ustalają stosunek. Zmieniając ten stosunek można równoważyć mostek dla różnych wartości mierzonych rezystancji R1, stosując ten sam wzorzec rezystancji R2. Niepewność wyniku pomiaru rezystancji z wzoru poniżej można obliczyć jako błąd graniczny:
│δR1│= │δR2│+│δR2│+│δR3│+│δR4│+│δn│+│δz│
Który jest suma niepewności względnych poszczególnych rezystancji oraz błędu nieczułości mostka i błędu ziarnistości wzorca.
3. Wykorzystane urządzenia:
Opornik MDR - 93-4e
Mostek rezystancyjny
Woltomierz cyfrowy
Makieta Metex M-4640A
4.
ΔR = (0,05%*x*100) + (0,5%*y*10)+(0,5%*z*1)+(0,5%*k*0,1)
Przykład:
R= 9,99Ω
ΔR = (0,5%*9*10)+(0,5%*9*1)+(0,5%*9*0,1) = 0,4995Ω
E |
Rk |
R2 |
R3 |
R4 |
R[Ω] |
U[mV] |
ΔR[Ω] |
ziarno |
4,5V |
∞ |
100Ω |
1kΩ |
1kΩ |
100 99,9 |
-0,0001 0,0001 |
0,05 0,4995 |
0,0003 |
|
∞ |
100Ω |
100Ω |
1kΩ |
996,3 |
0 |
0,9315 |
0,0001 |
|
∞ |
100Ω |
100Ω |
100Ω |
100 99,9 |
-0,0002 0,0006 |
0,05 0,4995 |
0,0010 |
|
∞ |
100Ω |
1kΩ |
100Ω |
9,9 100 |
0,0015 -0,0016 |
0,0495 0,05 |
0,0032 |
|
∞ |
1kΩ |
1kΩ |
1kΩ |
996,1 |
0 |
0,93005 |
0,0001 |
|
∞ |
1kΩ |
100Ω |
1kΩ |
Pomiar nie mógł być wykonany brak odpowiedniej dekady w oporniku |
|||
|
∞ |
1kΩ |
100Ω |
100Ω |
995,4 |
0 |
0,927 |
0,0001 |
|
∞ |
1kΩ |
1kΩ |
100Ω |
99,9 100 |
-0,0004 0,0005 |
0,4995 0,05 |
0,0009 |
UWAGI:
Zasilacz ≈ 12 V makieta
Ograniczeniem czułości jest ziarno czułości
Zakaz pomiarowy 2,0000
Dokładność przyrządu (±0,05%rdg ± 3 cyfry)
5.
Przyjmujemy: R1 = 100Ω = R0
R1 regulujemy aby
R0 ≈ 20Ω - 200Ω
Rx |
Rx /R0 |
U [V] |
ΔU [V] |
Up [V] |
20 |
0,20 |
1,1875 |
0,00089 |
1,1875±0,00089 |
30 |
0,30 |
0,9696 |
0,00078 |
0,9696±0,00078 |
40 |
0,40 |
0,7780 |
0,00069 |
0,7780±0,00069 |
50 |
0,50 |
0,6090 |
0,00060 |
0,6090±0,00060 |
60 |
0,60 |
0,4593 |
0,00053 |
0,4693±0,00053 |
70 |
0,70 |
0,3256 |
0,00046 |
0,3256±0,00046 |
80 |
0,80 |
0,2058 |
0,00040 |
0,2058±0,00040 |
90 |
0,90 |
0,0977 |
0,00035 |
0,0977±0,00035 |
100 |
1,00 |
-0,0358 |
0,00028 |
-0,0358±0,00028 |
110 |
1,10 |
-0,1218 |
0,00024 |
-0,1218±0,00024 |
120 |
1,20 |
-0,2007 |
0,00020 |
-0,2007±0,00020 |
130 |
1,30 |
-0,2732 |
0,00016 |
-0,2732±0,00016 |
140 |
1,40 |
-0,3401 |
0,00013 |
-0,3401±0,0013 |
150 |
1,50 |
-0,4020 |
0,000099 |
-0,4020±0,00010 |
160 |
1,60 |
-0,4594 |
0,000070 |
-0,4594±0,00007 |
170 |
1,70 |
-0,5129 |
0,000044 |
-0,5129±0,000044 |
180 |
1,80 |
-0,5628 |
0,000019 |
-0,5628±0,000019 |
190 |
1,90 |
-0,609 |
0,000005 |
-0,6094±0,00005 |
200 |
2,00 |
-0,6531 |
0,000026 |
-0,6531±0,000026 |
Przykład:
ΔU=±0,0008V
Up=1,1875±0,0008
6. R0≈90Ω-110Ω
Rx |
Rx /R0 |
U [V] |
ΔU [V] |
Up [V] |
90 |
0,90 |
96,20 |
0,0484 |
96,20±0,0484 |
91 |
0,91 |
86,18 |
0,0434 |
86,18±0,0434 |
92 |
0,92 |
76,24 |
0,0384 |
76,24±0,0384 |
93 |
0,93 |
66,37 |
0,0335 |
66,37±0,0335 |
94 |
0,94 |
56,61 |
0,0286 |
56,61±0,0286 |
95 |
0,95 |
46,92 |
0,02386 |
46,92±0,02376 |
96 |
0,96 |
37,34 |
0,01897 |
37,34±0,01897 |
97 |
0,97 |
27,96 |
0,00143 |
27,96±0,0143 |
98 |
0,98 |
18,52 |
0,0096 |
18,52±0,0096 |
99 |
0,99 |
9,15 |
0,00487 |
9,15±0,00487 |
100 |
1,00 |
-0,11 |
0,000245 |
-0,11±0,0002 |
101 |
1,01 |
-9,31 |
-0,004355 |
-0,931±0,0043 |
102 |
1,02 |
-18,41 |
-0,00890 |
-18,41±0,00890 |
103 |
1,03 |
-27,42 |
-0,01341 |
-27,42±0,01341 |
104 |
1,04 |
-36,34 |
-0,01787 |
-36,34±0,01787 |
105 |
1,05 |
-45,19 |
-0,02229 |
-45,19±0,02229 |
106 |
1,06 |
-53,95 |
-0,02667 |
-53,95±0,02667 |
107 |
1,07 |
-62,60 |
-0,031 |
-62,60±0,031 |
108 |
1,08 |
-71,20 |
-0,0353 |
-71,20±0,0353 |
109 |
1,09 |
-79,72 |
-0,03956 |
-79,72±0,03956 |
110 |
1,10 |
-88,16 |
-0,04378 |
-88,16±0l,04378 |
OBLICZENIA JAK W POPRZEDNIM PRZYKŁADZIE
7. Wnioski