INSTYTUT PODSTAW ELEKTROTECHNIKI

POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ

Wydział Elektrotechniki i Elektroniki

Semestr IV. Studia magisterskie.

Grupa dziekańska IX

Grupa na ćwiczeniach nr 6.4

SPRAWOZDANIE

Z ĆWICZEŃ W LABORATORIUM

ĆWICZENIE NR 24

TEMAT: Badanie multimetru cyfrowego.

Data wykonania ćwiczenia.	Podpis	Data oddania sprawozdania	Podpis
30.04.1997		7.05.1997

Imię i nazwisko	Nr albumu	Ocena ustna	Ocena spraw.	Ocena	Uwagi
Jacek Budka	80837
Rafał Ptak	81113

I. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest:

Poznanie podstawowych właściwości multimetrów cyfrowych.

Poznanie cyfrowych metod pomiaru stałych napięć i prądów.

Poznanie cyfrowych metod pomiaru zmiennych napięć i prądów.

Poznanie żrudeł błędów mierników cyfrowych.

II. Sprawdzanie cyfrowego woltomierze tablicowego.

W układzie jak na rysunku poniżej sprawdziliśmy błąd podstawowy cyfrowego woltomierza tablicowego w dziewięciu punktach jego zakresu. Jako przyrząd wzorcowy wykorzystaliśmy multimetr cyfrowy. Na podstawie instrukcji obu mierników stwierdziliśmy, że błąd dopuszczalny multimetru jest o rząd wielkości mniejszy niż miernika tablicowego. W takim przypadku możemy multimetr traktować jako przyrząd wzorcowy.

Opis użytych przyrządów:

Multimetr: TYP V543, nr-2064, klasy 0.05, zakresy pomiaru napięcia: (0.1,1,10,100,1000)V, zakresy pomiaru rezystancji: (1,10,100,1000,10000)kΩ

Zasilacz: DC POWER SUPPLY P317

Cyfrowy woltomierz tablicowy: TYP N1-2, nr 121320, zakres 1.99V, klasy 0.1

Tabela wyników.

Lp.	Utabl	Umult	Δpom	Δdop	δpom	δdop
	V	V	V	V	%	%
1	0.204	0.197	0.007	0.002	3.55	0.1
2	0.416	0.410	0.006		1.46
3	0.618	0.612	0.006		0.98
4	0.829	0.824	0.005		0.6
5	1.017	1.013	0.004		0.39
6	1.237	1.234	0.003		0.24
7	1.600	1.598	0.002		0.13
8	1.817	1.816	0.001		0.05
9	2.000	2.040	0.04		1.96

gdzie:

U_tabl - wartość napięcia odczytana z woltomierza tablicowego,

U_mult - wartość napięcia odczytana z multimetru.

Zestawienie wzorów i przykładów obliczeń:

Dopuszczalny błąd pomiaru napięcia stałego woltomierzem tablicowym:

δ_dop = 0.1%

gdzie:

Δ_dop - dopuszczalny błąd bezwzględny,

δ_dop - dopuszczalny błąd względny.

Wzór na błędy bezwzględny i względny pomiaru napięcia stałego:

Δ_pom = U_tabl - U_mult

δ_pom= Δ_pom/U_mult

Przykłady obliczeń:

Δ_pom = U_tabl - U_mult = 0.204 - 0.197 = 0.007V

δ_pom= Δ_pom/U_mult = 0.007/0.197 = 3.5%

Charakterystyka δ_pom = f(U)

III. Cyfrowy pomiar napięcia przemiennego.

Układ połączeń do badania dynamiki woltomierza analogowego.

Opis użytych przyrządów:

Multimetr: TYP V543, nr-2064, klasy 0.05, zakresy pomiaru napięcia: (0.1,1,10,100,1000)V, zakresy pomiaru rezystancji: (1,10,100,1000,10000)kΩ

Generator: TYP PW14

Woltomierz analogowy: elektromagnetyczny LE - 3, klasy 0.5, o zakresach (7.5,15,30,60)V

Tabela wyników.

f	Umult	Uanal	Δmult	δmult	Δpom	δpom	Δdop	δdop
Hz	V	V	V	%	V	%	V	%
15	14	14	0.05	0.05	0	0	0.75	0.5
30	14.07				0.07	0.49
40	14.1				0.1	0.7
50	14.1				0.1	0.7
60	14.7				0.7	0.49
70	14.05				0.05	0.35
100	14.06				0.06	0.42
200	14.07				0.07	0.49
300	14.06				0.06	0.42
400	14.1				0.1	0.7
500	14.15				0.15	1.06

gdzie:

f - częstotliwość mierzonego napięcia odczytana z generatora,

U_anal - wartość napięcia odczytana z miernika analogowego,

U_mult - wartość napięcia odczytana z multimetru.

Zestawienie wzorów i przykładów obliczeń:

Dopuszczalny błąd pomiaru napięcia stałego woltomierzem tablicowym:

δ_mult = 0.05%

gdzie:

Δ_mult - dopuszczalny błąd bezwzględny,

δ_mult - dopuszczalny błąd względny.

Wzór na błędy bezwzględny i względny pomiaru napięcia przemiennego:

Δ_pom = U_anal - U_mult

δ_pom= Δ_pom/U_mult

Przykłady obliczeń:

Δ_pom = U_anal - U_mult = 14 - 14.07 = 0.07V

δ_pom= Δ_pom/U_mult = 0.07/14.07 = 0.49%

Dopuszczalny błąd pomiaru napięcia przemiennego woltomierzem analogowym

δ_dop = 0.5%

gdzie:

Δ_dop - dopuszczalny błąd bezwzględny,

δ_dop - dopuszczalny błąd względny.

Charakterystyka δ_pom = F(f)

IV. Cyfrowy pomiar rezystancji.

Opis użytych przyrządów:

Multimetr: TYP V543, nr-2064, klasy 0.05, zakresy pomiaru napięcia: (0.1,1,10,100,1000)V, zakresy pomiaru rezystancji: (1,10,100,1000,10000)kΩ

Rezystor dekadowy: TYP DR - 6, klasy 0.05, o zakresach 10*(10000,1000,100,10,1,0.1)Ω

W tabeli:

R_x - wartość rezystancji odczytana z multimetru,

R_wzorca - wartość rezystancji odczytana z rezystora dekadowego.

Zakres	Lp.	Rx	Rwzorca	Δdop	Δpom	δdop	δpom
		kΩ	kΩ	Ω	Ω	%	%
10kΩ	1	2.599	2.6	5	1	0.05	0.038
	2	4.598	4.6		2		0.043
	3	6.597	6.6		3		0.045
	4	7.597	7.6		3		0.039
	5	8.597	8.6		3		0.035
	6	9.597	9.6		3		0.031
100kΩ	1	12.79	12.8	50	10	0.05	0.078
	2	32.78	32.8		20		0.06
	3	52.78	52.8		20		0.038
	4	72.78	72.8		20		0.027
	5	82.78	82.8		20		0.024
	6	92.78	92.8		20		0.021

Zestawienie wzorów i przykładów obliczeń:

Dopuszczalny błąd pomiaru napięcia stałego woltomierzem tablicowym:

δ_dop = 0.05%

gdzie:

Δ_dop - dopuszczalny błąd bezwzględny,

δ_dop - dopuszczalny błąd względny.

Wzór na błędy bezwzględny i względny pomiaru rezystancji:

Δ_pom = R_x- R_wzorca

δ_pom= Δ_pom/R_wzorca

Przykłady obliczeń:

Δ_pom = R_x - R_wzorca = 2599 - 2600 = 1Ω

δ_pom= Δ_pom/R_wzorca = 1/2600 = 0.038%

Charakterystyka δ_pom = f(R)

V. Wnioski.

Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń możemy wywnioskować na podstawie wykreślonych charakterystyk, że przy sprawdzaniu woltomierza tablicowego jego względny błąd pomiaru maleje niemal wykładniczo wraz ze wzrostem mierzonego napięcia, lecz przy wartości równej zakresowi pomiarowemu błąd ten znacznie wzrasta. Przy pomiarze prądu przemiennego możemy wywnioskować, że w tym przypadku błąd wzrasta wraz ze wzrostem wyższych częstotliwości, a przy mniejszych różnie się kształtuje. Przy pomiarze rezystancji błąd początkowo wzrasta wraz ze wzrostem rezystancji, a następnie maleje zarówno na pierwszym jak i drugim zakresie pomiarowym.

---