POLITECHNIKA WROCŁAWSKA FILIA W JELENIEJ GÓRZE	Adam Chmura Łukasz Minałto Dorota Surynt	Wydział: Elektryczny Rok: II Grupa:3 Rok Akademicki: 2002/2003
LABORATORIUM MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO
Data wykonania ćwiczenia: 14.01.2003r.	Temat: POMIAR NAPIĘĆ STAŁYCH	Ocena:
Nr ćwiczenia: 1			Podpis:

1.Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodami obliczania i eliminowania błędów pomiaru, wynikających ze zmiany wartości mierzonej wskutek włączenia przyrządu pomiarowego, oraz możliwościami zastosowania woltomierzy i amperomierzy prądu stałego do pomiarów sygnału zmiennego ze składową stałą. W celu dokładniejszego obliczenia błędów wynikających z klasy dokładności użytych mierników, pomiarów dokonywaliśmy raz podłączając woltomierze pojedynczo, a następnie wszystkie jednocześnie.

2) Opis ćwiczenia:

W bezpośrednich metodach pomiarowych wartość wielkości mierzonej otrzymuje się bezpośrednio z przyrządu pomiarowego. Wówczas z urządzenia wskazującego przyrządu odczytuje się wynik pomiaru. Ze względu na sposób przekazywania informacji obserwatorowi przez przyrząd można podzielić przyrządy na cyfrowe i analogowe.

W przyrządach analogowych wartość wielkości mierzonej wyznacza się z położenia wskazówki względem wskazów. Przyrządy cyfrowe podają wynik bezpośrednio w cyfrach. Przyrząd pomiarowy pozwala, zatem na określenie przedziału, w jakim mieści się wartość wielkości występującej w chwili pomiaru na zaciskach danego przyrządu. Klasą przyrządu magnetoelektrycznego jest taka liczba a_i­ z złożonego szeregu wartości klas, które spełnia następujący warunek

a_i=min{a_1, a₂ ,... a_n}≥ kl =
.

Graniczny błąd względny wskazań przyrządu, którego klasa równa jest a dla dowolnego wychylenia α wynosi, zatem:

.

Wykonywaliśmy kolejno pomiary spadków napięć na trzech różnych rezystancjach podłączając trzy woltomierze. Żeby móc obliczyć niedokładność wskazań użytych woltomierzy przeprowadziliśmy także pomiary przy podłączonych trzech miernikach jednocześnie. Następnie wybraliśmy rezystancję, przy której był najmniejszy rozrzut wyników pomiarów spadków napięć na wszystkich trzech woltomierzach. Dla tej rezystancji przeprowadziliśmy dodatkowe pomiary:

• przez rezystancję został przepuszczony prąd zmienny wyprostowany

jedno połówkowo

• przez rezystancję został przepuszczony prąd zmienny wyprostowany

jednopołówkowo, dodatkowo wygładzony przez kondensator

3) Schemat układu pomiarowego:

Przyrządy pomiarowe:

- (V₁) multimetr cyfrowy typ V543 R_w=100kΩ dla 10V

- (V₂)woltomierz analogowy typ V640 F2/IVA-471 R_w=100MΩ kl=1,5

- (V₃)woltomierz analogowy typ V635 F2/IVh-270 R_w=5kΩ kl=0,5

Tabele pomiarowe:

I- rezystancja bez filtra jedno połówkowa

II- rezystancja bez filtra dwu połówkowa

III-rezystancja z filtrem dwu połówkowa

Tab.1 wyniki pomiarów

Rezystancje	Lp.R	Woltomierze połączone Pojedynczo							Woltomierze połączone jednocześnie
				V1	V2			V3			V1	V2			V3
				U	[dz]	[c]	U	[dz]	[c]	U	U	[dz]	[c]	U	[dz]	[c]	U
	I	1	3,162	35,00	0,1	3,50	6,2	0,5	3	1,265	34,1	0,1	3,41	5,9	0,5	2,95
		2	3,095	34,20	0,1	3,42	14,4	0,5	7,2	3,026	36,0	0,1	3,6	14,4	0,5	7,2
		3	3,156	34,90	0,1	3,49	13,9	0,5	6,95	2,907	35,9	0,1	3,59	13,8	0,5	6,9
		4	6,320	39,20	0,1	3,92	30,2	0,5	15,1	6,296	39,2	0,1	3,92	29,9	0,5	14,95
	II	1	5,816	38,70	0,1	3,87	11,2	0,5	5,6	2,327	35,2	0,1	3,52	11,2	0,5	5,6
		2	5,693	38,50	0,1	3,85	26,9	0,5	13,45	5,593	38,6	0,1	3,86	26,8	0,5	13,4
		3	5,796	38,70	0,1	3,87	25,6	0,5	12,8	5,346	38,2	0,1	3,82	25,7	0,5	12,85
		4	11,595	44,7	0,1	4,47	22,3	0,2	4,46	11,571	44,4	0,1	4,44	23,4	0,2	4,68
	III	1	5,847	38,9	0,1	3,89	11,2	0,5	5,6	2,340	35,2	0,1	3,52	11,2	0,5	5,6
		2	5,723	38,7	0,1	3,87	27,1	0,5	13,55	5,625	38,6	0,1	3,86	27,1	0,5	13,55
		3	5,827	38,9	0,1	3,89	25,8	0,5	12,75	5,378	38,4	0,1	3,84	25,7	0,5	12,85
		4	11,658	44,9	0,1	4,49	23,5	0,2	4,7	11,643	38,9	0,1	3,89	23,5	0,2	4,7

Tab.2 Błędy poszczególnych mierników

Woltomierze

Pomiar napięć

av dz

cv V/dz

Uv±ΔUmet V

δmet [%]

(Uv±ΔUmet)±ΔUkl V

V1

3,162

-

3,162±0,003

0,0005

3,165±

V2

35,00

0,1

3,50±0,03

0,026

3,53±0,9*10

V3

6,2

0,5

3,1±0,48

10,7

3,58±0,33

Przykładowe obliczenia:

U=c*dz= 0,1*35,0=3,5V

ΔU =

kl - klasa przyrządu;

U_N - zakres

U_V -wartość zmierzona

U_v=0,5%U_v+0,01%U_n=0,5%*3,5+0,01%*10=0,003

%

ΔU_met=
[V]

1. Wnioski

Porównując wyniki odczytów z miernika analogowego z wynikami miernika cyfrowego ( najbardziej dokładnego), zauważamy, iż różnica między nimi maleje wraz ze wzrostem mierzonego napięcia. Jest to związane z własnościami miernika magneto-elektrycznego, tzn. odczyt z tego miernika jest dokładniejszy dopiero pod koniec zakresu.

Najmniejszy błąd popełnia cyfrowy woltomierz, gdyż ma on jednocześnie niską klasę i bardzo dużą rezystancję.

Wartości wyników pomiaru napięcia sinusoidalnego miernikami napięcia stałego zależą od kształtu sygnału, gdyż odczytują one jedynie jego wartość średnią.

---