AGH	Imię i nazwisko: Anna Stasiów		Rok szkolny 2008/09	Wydział: EiP
Automatyka i pomiar własności fizykochemicznych	Temat ćwiczenia: Zastosowanie elektrycznych mierników analogowych oraz własności statyczne przetworników pomiarowych		Rok studiów drugi	Semestr IV
Data wykonania ćwiczenia: 20.02.2009		Data zaliczenia sprawozdania:	Nr ćwiczenia: 1

CEL ĆWICZENIA.

Celem przeprowadzenia pomiarów jest nabycie umiejętności wykorzystywania możliwości metrologicznych mierników pomiarowych, wyznaczanie błędów pomiarowych bezpośrednich i pośrednich oraz poznanie zasadniczych rodzajów mierników elektrycznych.

1. Wyznaczanie stałej podziałki dla kilku zakresów amperomierza, woltomierza

i watomierza.

Wyznaczono stałą podziałki dla kilku zakresów przyrządów pomiarowych:

• amperomierza,

• woltomierza,

• watomierza.

Tabela 1
Amperomierz	Zakres[A]	1	2,5	0,1	0,025	0,01	0,0025
Klasa 0.5	Cp [A/dz]	0,02	0,05	0,002	0,00044	0,0002	0,00005
Woltomierz	Zakres[V]	1,5	3	7,5	-	-	-
Klasa 0.5	Cp [V/dz]	0,02	0,04	0,1	-	-	-
Watomierz	Cewka prądowa	1	2	2	1	2	1
Klasa 0.5	Cewka napięciowa	100	100	200	200	400	400
	Cp [W/dz]	1	2	4	4	8	4

2. Pomiar napięcia stałego woltomierzem magnetoelektrycznym.

Pomiar napięcia wykonano w sposób następujący:

• Wykonano pomiar napięć: U₁>U₂>U₃ woltomierzem magnetoelektrycznym.

• Określono wartości największych błędów bezwzględnych dla wykonanego pomiaru.

• Określono dokładność pomiaru napięć.

Pomiar wykonano za pomocą woltomierza magnetoelektrycznego podłączonego do zasilacza.

Schemat układu pomiarowego przedstawiono poniżej:

Wyniki przeprowadzonego pomiaru umieszczono w poniższej tabeli:

Klasa	Zakres pom. [V]	ΔUpmax [V]	U [V]	δp [%]
3	1,5	0,045	1,23	3,66
3	3	0,09	1,24	7,26
3	7,5	0,225	1,21	18,6
3	1,5	0,045	0,28	16,7
3	3	0,09	0,28	32,14
3	7,5	0,225	0,28	80,36
3	1,5	0,045	0,7	6,42
3	3	0,09	0,72	12,5
3	7,5	0,225	0,7	32,14

Wartości otrzymane w tabeli obliczono według następujących wzorów:

• 
  ,

• 
  .

3. Pomiar pośredni rezystancji metodą techniczną.

Metoda techniczna pomiaru wartości rezystancji polega na wyznaczeniu jej wartości z praw Ohma. Celem przeprowadzenia połączono pośredniczące urządzenia pomiarowe w układ pomiarowy.

Schemat stanowiska pomiarowego przedstawia poniższy schemat.:

Wyniki przeprowadzonego pomiaru dla rezystancji zestawiono w poniższej tabeli:

L.p	U [V]	I [mA]	R [Ω]	RX [Ω]	|ΔRX| [Ω]
1	2	9	222,2	232,56	25,26
2	4	16	250	263,16	14,27
3	6	24	250	263,16	9,51
4	8	31	258,1	272,11	7,37
5	10	38	263,2	278,77	6,02
6	12	46	260,9	275,23	4,97

Wartości obliczone i zamieszczone w powyższej tabeli pomiarowej otrzymano według poniższych zależności:

• Wartość oporności wyznaczono z
  , gdzie U - wskazanie odczytane z woltomierza, I - wskazanie odczytane z amperomierza.

• Rzeczywistą wartość oporności wyznaczono z
  , gdzie R_v - oprność wewnętrzna woltomierza i R_V = 15V/3mA=5000 [Ω]

• Wartość bezwzględną ΔR_X

Wzory użyte do obliczeń

δ_mv=0,5 zakres [V]=15V
[Ω]

δ_mA=0,5 zakres [A]=75mA

4. Wyznaczanie statycznej charakterystyki przetwornika potencjometrycznego

na drodze pomiarowej.

W celu wyznaczenia charakterystyki przetwornika zmontowano układ jak na schemacie poniżej:

Pomiarów dokonywaliśmy dla położeń ślizgacza co 10º najpierw zwiększając kąt a następnie go zmniejszając w zakresie od 0 do 270o. W drugim przypadku układ obciążyliśmy dodatkowo obciążeniem o wartości 10kΩ. Wyniki pomiarów umieszczone są w tabeli:

Układ bez obciążenia Układ z obciążeniem

Kąt	U rosn	U malej	Średnie	Kąt	U rosn	U malej	Średnie
0	0	0	0	0	0	0	0
10	0	0	0	10	0	0	0
20	1.1	1.8	1.45	20	2.8	2.1	2.45
30	3.3	3.9	3.6	30	5	3.9	4.45
40	5.24	6.1	5.67	40	6.8	5.8	6.3
50	7.6	8.4	8	50	8.9	7.6	8.25
60	9.6	10.5	10.05	60	10.9	9.5	10.2
70	11.8	12.7	12.25	70	12	11.2	11.6
80	13.7	14.7	14.2	80	13.7	12.8	13.25
90	15.7	16.7	16.2	90	15.4	14.4	14.9
100	18.2	18.7	18.45	100	17.1	15.9	16.5
110	20.3	20.6	20.45	110	18.5	17.5	18
120	22	22.8	22.4	120	20.3	19.1	19.7
130	24.1	24.7	24.4	130	21.9	20.9	21.4
140	26.2	26.8	26.5	140	23.5	22.4	22.95
150	28	28.6	28.3	150	25.5	24.4	24.95
160	30.3	30.9	30.6	160	27.4	26.2	26.8
170	32.4	33.1	32.75	170	29.3	28.1	28.7
180	34.5	35.1	34.8	180	31.1	29.9	30.5
190	36.4	37.1	36.75	190	33.2	31.9	32.55
200	38.5	39.2	38.85	200	35.3	34.2	34.75
210	40.3	41	40.65	210	37.8	36.2	37
220	42.7	43	42.85	220	40.2	38.6	39.4
230	44.7	45	44.85	230	43.2	41.3	42.25
240	47	47	47	240	46	44.2	45.1
250	49.3	49.5	49.4	250	49.5	47.6	48.55
260	51.3	51.5	51.4	260	53.4	50.7	52.05
270	53.4	53.4	53.4	270	53.4	53.4	53.4

6 Charakterystyka statyczna przetwornika :

Współczynniki a₀ oraz a_{1 :}

- bez obciążenia a₀ = -2,0506 ; a₁ = 0,2044

- z obciążeniem a₀ = -2,344 ; a₁ = 0,1935

Czułość: Bez obciążenia: 0,189 V/^o , z obciążeniem 0,176 V/ ^o

Charakterystyka Ui ; Ur :

Bez obciążenia Z Obciążeniem

Ui= S * kąt	Ur	Kąt	Ui= S * kąt	Ur
0.00	-2.1	0	0.0	-2.344
1.91	0.0	10	1.8	-0.409
3.82	2.0	20	3.5	1.526
5.74	4.1	30	5.3	3.461
7.65	6.1	40	7.0	5.396
9.56	8.2	50	8.8	7.331
11.47	10.2	60	10.6	9.266
13.39	12.3	70	12.3	11.201
15.30	14.3	80	14.1	13.136
17.21	16.3	90	15.9	15.071
19.12	18.4	100	17.6	17.006
21.03	20.4	110	19.4	18.941
22.95	22.5	120	21.1	20.876
24.86	24.5	130	22.9	22.811
26.77	26.6	140	24.7	24.746
28.68	28.6	150	26.4	26.681
30.59	30.7	160	28.2	28.616
32.51	32.7	170	30.0	30.551
34.42	34.7	180	31.7	32.486
36.33	36.8	190	33.5	34.421
38.24	38.8	200	35.2	36.356
40.16	40.9	210	37.0	38.291
42.07	42.9	220	38.8	40.226
43.98	45.0	230	40.5	42.161
45.89	47.0	240	42.3	44.096
47.80	49.0	250	44.0	46.031
49.72	51.1	260	45.8	47.966
51.63	53.1	270	47.6	49.901

7. Wyznaczanie błędów granicznych i klas dokładności pomiaru:

Kąt	Bląd	Klasa	r=Umax/Uz	k=α/αmax	б
0	4.39	5	0	0.00	0.000
10	4.07	5	27.00	0.04	0.018
20	3.74	5	13.50	0.07	0.036
30	3.42	5	9.00	0.11	0.052
40	3.09	5	6.75	0.15	0.068
50	2.77	5	5.40	0.19	0.083
60	2.44	2.5	4.50	0.22	0.097
70	2.12	2.5	3.86	0.26	0.110
80	1.79	2.5	3.38	0.30	0.122
90	1.47	1.5	3.00	0.33	0.133
100	1.15	1.5	2.70	0.37	0.143
110	0.82	1	2.45	0.41	0.152
120	0.50	0.5	2.25	0.44	0.159
130	0.17	0.2	2.08	0.48	0.164
140	0.15	0.2	1.93	0.52	0.169
150	0.48	0.5	1.80	0.56	0.171
160	0.80	1	1.69	0.59	0.172
170	1.13	1.5	1.59	0.63	0.170
180	1.45	1.5	1.50	0.67	0.167
190	1.77	2.5	1.42	0.70	0.161
200	2.10	2.5	1.35	0.74	0.153
210	2.42	2.5	1.29	0.78	0.141
220	2.75	5	1.23	0.81	0.127
230	3.07	5	1.17	0.85	0.110
240	3.40	5	1.13	0.89	0.089
250	3.72	5	1.08	0.93	0.064
260	4.04	5	1.04	0.96	0.034
270	4.37	5	1.00	1.00	0.000

Obliczamy maksymalny błąd podstawowy ze wzoru:

= (2 - 3,82 )*100% / 53,4 = 3,4% klasa 5

Wyznaczanie kąta dla którego błąd względny б jest największy:

Dla naszych danych największą wartość występuje dla kąta 160 ^o

---