POLITECHNIKA LUBELSKA

KATEDRA METROLOGII ELEKTRYCZNEJ

LABORATORIUM METROLOGII

Temat ćwiczenia: Badanie galwanometru statycznego

Data wykonania ćwiczenia: 13.10.1996

Wykonał : Paweł Sobotka

Grupa ED 5.2

Grupa lab. 2

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie podstawowych wielkości charakteryzujących galwanometr.

- oporność wewnętrzną R_g

- oporność krytyczną R_kr

- okres wahań nietłumionych T_o

- stałą prądową C_i

- stałą napięciową C_u

Układ pomiarowy

Badanie galwanometru statycznego przeprowadzone było w następującym układzie pomiarowym.

Oznaczenia:

G- galwanometr(magnetoelektryczny) C_i=1,95 - 5,22*10 R_g=1317 R_kr=18000-1400

R_d- opornik dodatkowy, laboratoryjny kl.0,05

R_n- opornik normalny 1  kl.0,01

R₁- opornik regulacyjny 335 W 0,6A

r₂-opornik regulacyjny 162 W 0,35A

mA- miliamperomierz(magnetoelektryczny) kl.0,5 zakres 15mA

W₁, w₂-wyłącznik

p- przełącznik

E- źródło prądu stałego 1,2V

1.Pomiar oporności wewnętrznej R_g galwanometru.

Pomiar ten przeprowadzony był metodą jednakowych odchyleń. Opornikiem R_d nastawia się taką rezystancję aby uzyskać ruch lekko okresowy i regulując opornik r₁ nastawia się dość duże wychylenie galwanometru. Następnie prąd w obwodzie zmniejsza się do połowy poprzedniej wartości i reguluje R_d aby otrzymać identyczne odchylenie galwanometru jak poprzednio.

R_n=1 t₀= 20 ^oC

Lp	Położenie przełącznika	α	I	Rd1	0.5I	Rd2	Rg	Rgsr
		dz	mA	kΩ	mA	kΩ	Ω	Ω
1	lewo	60	7,9	30	3,95	14,3	1400	1400
2	lewo	60	7,9	30	3,95	14,3	1400
3	prawo	60	8	30	4	14,2	1600
4	prawo	60	8	30	4	14,4	1200

Oporność wewnętrzna wynosi(dla pomiaru nr 1):

R_g=R_d1- 2R_d2

R_g=30000-2*14300=1400

2.Pomiar oporności krytycznej R_kr galwanometru.

W tym celu należy wyznaczyć oporność zewnętrzną krytyczną przy której uzyskuje się tłumienie krytyczne. Suma tej oporności i oporności wewnętrznej galwanometru nazywa się opornością krytyczną R_kr.

Niepewność wyznaczenia oporności krytycznej zewnętrznej wynosi δR_d=200

R_g= 1400 R_n=1 δR_d=200

	Położenie	αO	Rd	Rzkr	Rkr	Rkrsr
Lp.	przełącznika	dz	Ω	Ω	Ω	Ω
1	prawo	60	1290	1290	2690	2692,5
2	lewo	60	1295	1295	2695

Oporność krytyczna wynosi(dla punktu nr1):

R_kr= R_g + R_zkr

R_kr=1400+1290=2690

3. Wyznaczanie okresu wahań nietłumionych T₀.

Okresu wahań nietłumionych T₀ nie może być wyznaczony przez bezpośredni pomiar, gdyż ruchu nietłumionego zrealizować nie można. Mierzy się wówczas okres ruchu tłumionego T i stąd oblicza się T₀.

δR_d=200 R_n=1

	α0	α1	α2	α3	α4	α5	α6	λ	ΣT	N	T	T0
Lp.	dz	dz	dz	dz	dz	dz	dz	-	s	-	s	s
1	60	45	40	20	35	10	25	0,56	5,09	3	1,7	1,693
2	60	45	38	20	35	10	28	0,59	5,07	3	1,69	1,683

Obliczenia dla punktu nr 1:

Logarytmiczny dekrement tłumienia 

4.Wyznaczanie stałej prądowej C_i.

W celu wyznaczenia stałej prądowej należy wywołać ustalone odchylenie wskazówki galwanometru  obliczyć prąd płynący przez galwanometr.

R_g=1400 R_d=30k R_n=1

	Położenie	I	α	Ci	Cisr
Lp.	przełącznika	mA	dz	A/dz	A/dz
1	lewo	8	60	4*10^-9	4*10^-9
2	lewo	5,5	40	4*10^-9
3	prawo	8,25	60	4*10^-9
4	prawo	5,6	40	4*10^-9

Obliczenia dla punktu nr1

Stała prądowa Prąd płynący przez galwanometr

Stałą prądową obliczamy ze wzoru:

Czułość prądowa

Obliczenie błędu systematycznego granicznego wyznaczania stałej

Błąd amperomierza

  błąd odczytu z galwanometru

R_n, R_g, R_d-błędy błędy oporników dodatkowych zależne od ich klas dokładności

Procentowo błąd ten wynosi 2,6%

5.Wyznaczenie stałej napięciowej

Stała napięciowa

Czułość napięciowa

5. Wnioski:

Rezystancja wewnętrzna badanego galwanometru wyznaczona z pomiarów nieznacznie różni się od wartości wzorcowej. Błąd pomiaru wynosi około 6%.

Rezystancja krytyczna galwanometru wyznaczona z pomiarów mieści się w granicach podanych na obudowie galwanometru. Wartość jej wynosi 2609,5 Przy wyznaczaniu rezystancji krytycznej można podać wartość δR_d określającą niepewność wyznaczania oporności krytycznej. Wynosi ona około 200 Błąd ten polega na tym, że w granicach R_d od 1100 do 1300 można obserwować ruch nieokresowy wskazówki galwanometru.

Przy pomiarze stałej prądowej wystąpił błąd systematyczny wynoszący 2,6%. Stała wyznaczona z pomiarów wynosi 4*10^-9 A/dz. Ponieważ wartość stałej podanej na obudowie galwanometru równa jest 1,95*10^-9-5,22*10^-9A/dz wartość uzyskaną z pomiarów można uznać za poprawną.

1

4

E

I

I_g

p

R_n

R_g

R_d

W₂

W₁

r₁

r₂

mA

G

---