Politechnika Lubelska

Katedra Podstaw Metrologii

Laboratorium Metrologii

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 14.

Temat: Pomiary techniczne oporności.

Wykonano: 09.12.1996

Grupa :

Maciej Bara

Robert Siwiec

Mariusz Wolanin

Grupa ED 5.1

Rok akad. 1996/97

Celem ćwiczenia było poznanie metody technicznej pomiaru rezystancji prądem stałym oraz metod pomiaru rezystancji wielkich.

. 1Pomiar rezystancji trzech danych oporów trzema omomierzami.

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

Omomierz II - ; nr PL-K-027-E6; zakres ×1 i x10 oraz ×100;

Omomierz I - miernik uniwersalny ; nr PL-P3-479-E6; (pomiar tym miernikiem nie był możliwy z powodu braku baterii zasilającej)

Omomierz III - nr PL-P3-251-E6;( na zakresach małych, tzn. x1, x10 nie można było doknać jednoznacznych pomiarów ze względu na niemożliwość wyzerowanie miernika )

Tabela pomiarowa:

	Rx1	Rx2	Rx3
Omomierz I	-	-	-
Omomierz II	-	3000 kΩ	-
Omomierz III	48 Ω	>100 kΩ	52Ω

2. Pomiar rezystancji metodą techniczną.

a) układ z poprawnie mierzonym prądem

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

V -miernik uniwersalny ; klasa=1,5; nr PL-P3-479-E6; zakres 10V; U = 0,1…1000V⇒I ≤ 51,5μA

A -amperomierz magnetoelektryczny;klasa=0,5; nr PL-P3-523-E6; zakres 0,25A;R_A=0,31Ω dla 75mA,

oraz R_A=0,157Ω dla 150mA

R - rezystor suwakowy; nr PL-K-020-E6; R = 46Ω; I_max = 1,4A;

Źródło napięcia stałego: zasilacz stabilizowany 5V; nr PL-P3-721-E6.

Tabela pomiarowa:

L.p.	UV	IA	RA	Rx'	Rx	δm	δs
	[V]	[mA]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[%]
1	2,5	61	0,31	40,98	40,67	0,76%	6,00%
2	4,5	93	0,157	48,39	48,23	0,33%	3,33%

Przykładowe obliczenia:

R_A = = 0,157 Ω

R_x' = = 48,39 Ω

R_x = - R_A = 48,39Ω - 0,157Ω = 48,23 Ω

δ_m = = 0,33 %

;

δ_s = = 3,33 %

b) układ z poprawnie mierzonym napięciem

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

V -miernik uniwersalny ; klasa=1,5; nr PL-P3-479-E6; zakres 10V; U = 0,1…1000V⇒I ≤ 51,5μA

A -amperomierz magnetoelektryczny;klasa=0,5; nr PL-P3-523-E6; zakres 0,25A;R_A=0,31Ω dla 75mA,

oraz R_A=0,157Ω dla 150mA

R - rezystor suwakowy; nr PL-K-020-E6; R = 46Ω; I_max = 1,4A;

Źródło napięcia stałego: zasilacz stabilizowany 5V; nr PL-P3-721-E6.

Tabela pomiarowa:

L.p.	UV	IA	RV	Rx”	Rx	δm	δs
	[V]	[mA]	[kΩ]	[Ω]	[Ω]	[%]	[%]
1	2,5	50,5	194,2	49,50	49,52	-0,03%	6,00%
2	4,5	92	194,2	48,91	48,93	-0,03%	3,33%

Przykładowe obliczenia:

R_V = = 194,2 kΩ

R_x” = = 48,91 Ω

R_x = = 48,93 Ω

δ_m = = -0,03 %

;

δ_s = = 3,33 %

3. Pomiar oporności skrośnej i powierzchniowej odchyłową metodą porównawczą prądową.

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

Z - próbnik przebicia; nr PL-P3-127-E6;

V -miernik uniwersalny; parametry jak wyżej; zakres 1000V

BA - bocznik Ayrtona; typ RG-15; R₁ = k*R₂; R₂ - wyjście = 10kΩ; nr PL-P3-362-E6;

G - galwanometr C_L = 1,95÷5,22*10^-9 A/dz; R_g = 1317Ω; R_kr = 180÷1400Ω; nr PL-P3-328-E6

R_p - rezystor porównawczy; R = 9 MΩ;

Próbki:

1 - PCV d = 4,2 mm

2 - ebonit d = 6,75 mm

3 - pleksa d = 5,5 mm

d₁ = 46 mm

d₂ = 55 mm

d₃ = 85 mm

d₄ = 120 mm

Połączenie elektrod przy pomiarze oporności skrośnej a) i powierzchniowej b):

a) b)

Tabela pomiarowa do pomiaru oporności skrośnej:

L.p.	Numer	Mnożnik	U	alew	apraw	aśr	Gr. próbki	Rx	ρS
	próbki	bocznika	[V]	[dz]	[dz]	[dz]	d [mm]	[Ω]	[Ω*mm]
1	preszpan	1	500	16	16	16		1,43*10^10	4,75*10^13
2		0,2	1000	49	52	51	0,5	1,79*10^10	5,95*10^13
3	bakelit	1	500	12,5	13,5	13		1,76*10^10	4,33*10^12
4		1	1000	25	25	25	6,75	1,83*10^10	4,50*10^12
5	PCV	1	500	5	5	5		4,57*10^10	1,81*10^13
6		1	1000	9	10	9,5	4,2	4,81*10^10	1,90*10^13
7	plexis	1	500	6	4	5		4,57*10^10	1,38*10^13
8		1	1000	11	10	10,5	5,5	4,35*10^10	1,31*10^13

Przykładowe obliczenia:

U_p = 250 V

R_p = 9 MΩ

K_p = 5*10^-3

a_plew = 64dz

a_ppraw = 63dz

a_p = a_pśr =63,5dz

a_śr =

R_x =

ρ_S =

Tabela pomiarowa do pomiaru oporności powierzchniowej:

L.p.	Numer	Mnożnik	U	alew	apraw	aśr	Rx	ρS
	próbki	bocznika	[V]	[dz]	[dz]	[dz]	[Ω]	[Ω*mm]
1	preszpan	1	500	3	5	4	5,72*10^10	1,9*10^14
2		1	1000	18	20,5	19,25	2,37*10^10	7,88*10^13
3	bakelit	1	500	45	46	45,5	5,08*10^09	1,79*10^11
4		1	1000	50	50	50	4,57*10^09	1,61*10^11
3	PCV	1	500	4	5,5	4,75	4,81*10^10	1,69*10^12
4	1	1	1000	10	11	10,5	4,35*10^10	1,53*10^12
7	plexis	1	500	4	5,5	4,75	4,81*10^10	1,69*10^12
8	3	1	1000	10	11	10,5	4,35*10^10	1,53*10^12

Przykładowe obliczenia:

a_śr =

R_x =

ρ_S =

Wnioski:

Do pomiaru dużych oporności stosuje się metodę techniczną w układzie poprawnie mierzonym prądzie, zaś do pomiaru małych oporności-układ z poprawnie mierzonym napięciem. Kryterium doboru układu pomiarowego zależy od rezystancji granicznej Rg= Ra Rv. Jeżeli mierzona rezystancja jest mniejsza od granicznej wówczas stosujemy układ z poprawnie mierzonym napięciem, w przeciwnym razie układ z poprawnie mierzonym prądem. Jak widać w ćwiczeniu prawidłowość doboru odpowiedniego układu wpływa znacząco na błędy pomiaru. W badanym przypadku przy pomiarze dużej rezystancji błąd pomiaru wynosił 0,33%, zaś po zastosowaniu układu do pomiaru małych rezystancji błąd wyniósł 0.03%. Na błąd systematyczny nie wpływa zastosowanie układu pomiarowego.

Przy pomiarze wielkich rezystancji np. rezystancje materiałów izolacyjnych wyznacza się ich rezystancję skrośną i rezystancję powierzchniową. Jest tu konieczne zastosowanie układu pomiarowego zasilanego napięciem od 100-1000V, a nawet większym. W układzie tym ważny jest dobór amperomierza z uwagi na bardzo małe wartości prądów płynących w obwodzie. Najczęściej stosuje się bardzo czułe mierniki elektromagnetyczne, np.galwanometry.

Ω

R_x

V

A

Wł

-

R_x

R

V

A

Wł

-

R_x

R

V

G

BA

R_p

1

2

P₁

3

4

P₂

+

-

Z

a b

c

P

d₂

d₁

d₃

d

a

c

b

c

b

a

---