II EL inż. Poniedziałek:
Grupa 1 godz. 1155
Sekcja 1
LABORATORIUM METROLOGII
ELEKTRYCZNEJ I ELEKTRONICZNEJ
Stadryniak Grzegorz
Przybyłek Grzegorz
Raczkowski Krzysztof
II E inz. Sekcja I |
Wykonawcy: Stadryniak Grzegorz Przybyłek Grzegorz Raczkowski Krzysztof |
Ocena: |
||
Ćwiczenie nr 1 |
Temat: Pomiary mostkiem Thomsona i Wheatstone'a. |
Data wykonania: 26.02.96 |
Data oddania: 11.03.96 |
|
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest poznanie pomiaru rezystancij mostkiem Wheatstone'a, dobur elementów tego mostka, pomiar rezystancji mostkiem składanym, technicznym i labolatoryjnym. Druga część ćwiczenia ma na celu zapoznanie się z pomiarem małych rezystancji za pomocą mostka Thomsona, zapoznanie się z budową tego mostka, a następnie pomiar mostkiem technicznym ,składanym i labolatoryjnym.
2. Pomiary i obliczenia.
a) Mostek Thomsona
Pomiar mostkiem technicznym.
Nr oporu |
Rx [ |
Rx śr[ |
Rx[ |
1. 2. 3. |
0.0115 0.0112 0.0113 |
0.0113 |
0.00015 |
1. 2. 3. |
0.00062 0.0006 0.00061 |
0.00061 |
0.0001 |
Wartość błędów Rx została wyznaczona według wzoru:
Pomiar mostkiem laboratoryjnym.
Schemat pomiarowy składanego mostka Thomsona:
Lp |
Nr oporu |
Rn[ |
Ra[ |
Rp[ |
Rx[ |
Rxśr. [ |
Rxśr[ |
δRxś[ |
|||
1. |
1. |
0.01 |
100 |
130.2 |
0.013 |
|
|
|
|||
2. |
1. |
0.01 |
100 |
121.4 |
0.012 |
0.0125 |
0.00010 |
0.824 |
|||
3. |
1. |
0.01 |
100 |
115.2 |
0.012 |
|
|
|
|||
4. |
2. |
0.01 |
10 |
26.4 |
0.026 |
|
|
|
|||
5. |
2. |
0.01 |
10 |
22.7 |
0.023 |
0.0245 |
0.00108 |
4.41 |
|||
6. |
2. |
0.01 |
10 |
24.8 |
0.025 |
|
|
|
|||
7. |
3. |
0.01 |
100 |
745.4 |
0.075 |
|
|
|
|||
8. |
3. |
0.01 |
100 |
721.8 |
0.072 |
0.0745 |
0.00010 |
0.139 |
|||
9. |
3. |
0.01 |
100 |
768.3 |
0.077 |
|
|
|
|||
10. |
3. |
0.01 |
100 |
753.6 |
0.075 |
|
|
|
|||
11. |
4. |
0.01 |
10 |
77.8 |
0.078 |
|
|
|
|||
12. |
4. |
0.01 |
10 |
75.4 |
0.075 |
0.0775 |
0.00103 |
1.33 |
|||
13. |
4. |
0.01 |
10 |
80.2 |
0.080 |
|
|
|
|||
Wartość szukana Rx wyznaczona została ze wzoru:
Wartość błędów Rx została wyznaczona według wzoru:
Wszystkie oporniki wzorcowe używane w pomiarach wykonane są w klasie 0.02. Natomiast dekady oporników regulowanych wykonane są następująco: dekada 10*1 wykonana jest w klasie 0.1 , pozostałe dekady wykonane są w klasie 0.05.
Błąd nieczułości układu pomiarowego δRxśr wyznaczony został ze wzoru:
b) Mostek Wheatstone'a.
Pomiar mostkiem technicznym.
Lp. |
Nr oporu |
Rx [ |
Rxsr [ |
Rx [ |
1. 2. 3. |
1 |
118 119.1 118 |
118 |
1.1 |
4. 5. 6. |
2 |
601 600 601 |
600.5 |
0.5 0.5 0.5 |
7. 8. 9. |
3 |
5600 5585 5590 |
5591 |
9 6 1 |
Wartość błędów Rx została wyznaczona według wzoru:
Pomiar mostkiem labolatoryjnym
Lp |
Nr o. |
R1[ |
R2[ |
Rp[ |
Rx [ |
Rxsr [ |
Rxśr[ |
δRx[ |
||
1. 2. 3. 4. |
1. |
10 10 1 1 |
10 10 1 1 |
113.1 114.7 114.1 113.2 |
113.1 114.7 114.1 113.2 |
113.7 |
0,99 |
0,86 |
||
5. 6. 7. 8. 9. 10. |
2. |
1 1 10 10 100 100 |
1 1 10 10 10 10 |
596 596.6 596.8 596.4 55.8 56.1 |
596 596.6 596.8 596.4 558 561 |
584.1 |
0,97 |
0.16 |
||
Wartość szukana Rx wyznaczona została ze wzoru:
Wartości błędów zostały wyznaczone w analogiczny sposób jak powyżej.
3. Wnioski.
Ćwiczenie, które wykonaliśmy polegało na pomiarze rezystancji metodami mostkowymi. Mieliśmy za zadanie zmierzyć rezystancję składanym , technicznym
i laboratoryjnym mostkiem Thomsona oraz mostkiem Wheatstone'a.
Mostek Thomsona służy do pomiaru rezystancji rzędu 0.0005 ÷ 6 . Po ustawieniu rezystancji R4, należało tak dobrać rezystancję R3, aby mostek był w stanie równowagi (plamka galwanometru na 0 dz). Z pomiarów, które wykonaliśmy mostkiem laboratoryjnym Thomsona wyliczyliśmy wartość mierzoną RX i wartość średnią RX. Obliczyliśmy również uchyb nieczułości na jedną działkę oraz uchyb systematyczny graniczny pomiaru .
Te same dwie płytki metalowe zmierzyliśmy technicznym mostkiem Thomsona. Dużą rozbierzność pomiarów możemy tłumaczyć złą rezystancją przewodów połączeniowych i złączy.
Mostek Wheatstone'a służy do pomiaru rezystancji od 0,5 W do 500 kW. Mostkiem tym zmierzyliśmy trzy rezystancje 120 , 600 i 5,6 k.
Pomiar rezystancji technicznym mostkiem Thomsona jak i mostkiem Wheatstone'a jest obarczony dużym błędem systematycznym wynikającym z budowy, oraz błędem odczytu . Mostek techniczny może być wykorzystany do pomiarów technicznych, które nie wymagają dużej dokładności. W pomiarach labolatoryjnych mogą one służyć do określania przybliżonej wartości, która jest niezbędna przy pomiarze mostkiem labolatoryjnym.
Błąd pomiaru mostkiem labolatoryjnym jest niewielki i mieści się w dziesiątych częściach procenta. Na błąd w mostkach labolatoryjnych ma wpływ tzw. błąd nieczułości , który może być większy lub mniejszy zależnie od prądu płynącego w obwodzie, oraz od klasy zastosowanego galwanometru . Rezystancje zmierzone mieszczą się w granicach błędu.
Ze względu na niewystarczającą ilość czasu , niewłaściwe funkcjonowanie przyrządów pomiarowych oraz kłopoty ze złączami stykowymi w obwodach , pomiarów składanym mostkiem Thomsona i Wheatstone'a nie wykonaliśmy.
2