POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

LABORATORIUM METROLOGI

Ćwiczenie. nr. 3

Grupa ED. 5.3

Zabiegły Grzegorz

Wójcik Michał

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie z konstrukcjami mierników elektromagnetycznych, jak też wyznaczenie błędów dodatkowych związanych z pracą tych przyrządów.

Wyznaczenie błędów temperaturowych.

Schemat pomiarowy:

Spis przyrządów:

- komora cieplna Pn = 700W, PL-P3-500-E6

- autotransformator laboratoryjny E- 315, PL-P3-515-E6

- transformator separacyjny 220V/220V,

- transformator 220V/24V

- rezystor R1, 9, 6.2A, U=250V TYP OL-1, nr. F 958

- amperomierz elektromagnetyczny Aw kl=0.5, nr.306008 (zakres 5, l.dz 5)

- amperomierz elektromagnetyczny Ax kl=0.5, nr. 306046 (zakres 5, l.dz 5)

- woltomierz elektromagnetyczny V kl=0.5, nr.11175 (zakres 150, l.dz 75)

- wyłącznik 15A, 380V,

Tabela pomiarowa:

	t=20.5C	t=39C	I
Ix=2.99A	Iw=2,98A	Iw=2,96A	0,02A
Ix=4A	Iw=3.98A	Iw=3.96A	0.02A

Przykładowe obliczenia:

I=Im-Ip=2,98A-2,96A=0,02A

Wyznaczenie błędów częstotliwościowych.

Wyznaczenia błędów dokonujemy dla punktu podziałki 40V, w zakresie częstotliwości 20 -500 Hz.

Schemat pomiarowy:

Spis przyrządów:

- generator mocy typ PO-27,nr.PL-P3-529-E6, (zakres 100, l.dz 10)

- woltomierz elektromagnetyczny Vx kl=0.5, nr.PL-P3-219-E6, (zakres 60, l.dz 60)

- woltomierz termoelektryczny Vw kl=1.5, PL-P3-356-E6,

Tabela pomiarowa:

f	U	Uw	Ux
Hz	V	V	V
20	-0,18	40,18	40
40	-1,7	41,7	40
50	-1,7	41,7	40
80	-1,7	41,7	40
120	-2,4	42,4	40
160	-2,4	42,4	40
200	-2,6	42,6	40
240	-3,4	43,4	40
280	-3,8	43,8	40
320	-4,6	44,6	40
360	-5	45	40
400	-5,8	45,8	40
440	-6,5	46,5	40
500	-8,4	48,4	40

Przykładowe obliczenia:

U=Ux-Uw=40V-40,18V=-0,18V

Próba ustawienia.

Próbę przeprowadza się dla zakresu 60V, korzystając z podstawki o nachyleniu 5 stopni. Schemat pomiarowy:

Spis przyrządów:

- woltomierz Vx kl=0.5, nr. 07002, (zakres 30, l.dz 60)

- woltomierz Vw kl=0.5 nr. 07017, (zakres 60, l.dz 60)

- generator mocy jw.,

• podstawka,pochył 5°

Tabela pomiarowa:

	początek podziałki			środek podziałki
sposób ustawienia	Ux [V]	Uw [V]	Ux [V]	Uw [V]
w przód	5	5,1	10,6	10,75
prawo	5	5	10,65	10,65
tył	5	5,2	10,55	10,6
lewo	5	5,05	10,5	10,55

Wpływ zewnętrznych pól magnetycznych.

Natężenie pola w środku cewki Helmholza oblicza się ze wzoru: H=0.7165*I*z/rd = 400 A/m

Stąd mamy I = 5.33A

Na wstępie próby wyznacza się najniekorzystniejszy kierunek pola

Schemat pomiarowy:

Spis przyrządów:

- cewka powietrzna Cw = 74.7 A/m/A , Imax=8A

• transformator 220V/24V - woltomierz Vx kl=0.5, nr. 07002, (zakres 30, l.dz 60)

• woltomierz Vw kl=0.5 nr. 07017, (zakres 60, l.dz 60)

- rezystor R1, 9, 6.2A, U=250V TYP OL-1, nr. F 958

- amperomierz elektromagnetyczny Aw kl=0.5, nr.306008 (zakres 5, l.dz 5)

- rezystor suwakowy R=3.6Ω,I_max=10.2A

w polu	brak pola
Uw	Ux	U=Ux-Uw
10,1V	10,05V	-0.05V

I=5,33 A

Wnioski.

W punkcie nr 2 wyznaczaliśmy błędy temperaturowe miernika. Z klasy dokładności wynika, że maksymalny błąd temperaturowy nie może przekroczyć wartości I = kl*Izakr/100 = 0.5*5A/100 co wynosi 0.025A, otrzymany podczas pomiarów błąd wynosi 0.05A i jest dwukrotnie większy od błędu wynikającego z klasy czyli temperatura 39C nie jest w przedziale użytkowym danego miernika. Warto jednak zwrócić uwagę na fakt, iż ponieważ 1działka na podziałce to 0.05V, więc za błąd odczytu można przyjąć 0.025V co nasuwa wniosek, że wcale nie musi być prawdą nasze wcześniejsze twierdzenie, gdyż przy każdym pomiarze popełniamy błąd systematyczny 0.025V co (biorąc jeszcze pod uwagę, że popełniamy go przy dwóch odczytach) może być argumentem, że temperatura w jakiej odbywał się drugi pomiar mieści się w przedziale użytkowym miernika.

W punkcie nr 3 sprawdzaliśmy poprawność pracy miernika w zakresie częstotliwości od 20-500Hz. Wykres błędów w funkcji częstotliwości przedstawia charakterystyka umieszczona w sprawozdaniu. Błąd wynikający z klasy dokładności wynosi U=0.5*60V/100=0.3V stąd możemy powiedzieć (nie uwzględniając błędu systematycznego związanego z odczytem), że zakres użytkowy częstotliwości wynosi od 20-100Hz (właściwie już przy 100Hz błąd przekracza 0.3V ale ta wartość jest najbliższa granicy zakresu użytkowego).

W punkcie nr 4 określaliśmy wpływ ustawienia miernika na jego wskazania, jak widać z otrzymanych wyników zmiana ustawienia przy użyciu podstawki o nachyleniu 5 nie ma większego wpływu na poprawność pomiaru.

W punkcie nr 5 określiliśmy, że pole magnetyczne, któremu poddaliśmy nasz miernik nie ma wpływu na jego wskazania i działanie. W rzeczywistości tak nie jest. Błąd naszego eksperymentu polegał na niewłaściwym ukierunkowaniu pola magnetycznego w stosunku do pola magnetycznego ustroju miernika. Ustawienie jakie zrealizowaliśmy polegało na tym ,że oba te pola były ustawione prostopadle względem siebie. Dlatego właśnie w doświadczeniu okazało się ,że zewnętrzne pole magnetyczne nie ma wpływu na wskazanie miernika

1

6

---