Ćwiczenie nr 10
Pomiar małych rezystancji.
1.Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie zasad pomiaru małych rezystancji.
2.Spis przyrządów.
a)Galwanometr GL-2 firmy ERA ;ME; kl. =1,5 ;Ci=(0,98÷2,82)*10-9 A/dz.; Rw=3940Ω; Rkr=80000÷6100Ω; nr inw.IVa-150
b)Transformator typu T01 firmy Mera ; S=7,5VA ; 220/6V nr inw.
c)Mostek techniczny Thomsona TMT-2 firmy Era
Mnożnik |
Zakres |
uchyb |
0,001 |
0,0005÷0,006Ω |
±0,0001Ω |
0,01 |
0,005÷0,015Ω |
±0,00015Ω |
0,01 |
0,015÷0,06Ω |
±1% |
0,1 |
0,05÷0,15Ω |
±0,0015Ω |
0,1 |
0,15÷0,6Ω |
±1% |
1 |
0,5÷1,5Ω |
±0,015Ω |
1 |
1,5÷6Ω |
±1% |
nr inw F1-IVa-184
d)Mostek Thomsona -Whestona MWT 77a ; R=10,100,1000,10000Ω; Rp=(0÷10)×1000,100,10,1,0.1Ω ;
X= Rp*Rn/R ; nr inw IVh-1275
e)Multimetr M-4650CR firmy Metex ; U=200mV;2V
±ΔU = 0,05% * Um +30μV ; ±ΔU = 0,05% * Um +300μV
nr inw Ivh-1225
f)Amperomierz LM-1 firmy ERA ;ME ; kl =0,5 ; I =0,75 ; 1,5; 3A ;Um=60mV;nr inw F1-IVa-317
g)Oporniki wzorcowe :
RN-1 R=0,1Ω kl.0,02
RN-2 R=0,01Ω kl.0,02
RN-3 R=0,001Ω kl.0,05
h)Zasilacz 5351M firmy Unitra Cemi ;U=0÷10V; I=10A nr inw F0100-664-1-T-00245
i)Obiekty badane:
- rezystor drutowy
- skrętka drutu
3. Pomiar rezystancji za pomocą technicznego mostka Thomsona typu TMT-2.
Schemat:
Tabela:
Obiekt |
R |
±ΔR |
błąd rozdzielczości |
błąd nieczułości |
|
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
Rezystor drutowy |
0,145 |
0,0015 |
0,001 |
0,003 |
Skrętka z dwóch drutów |
0,00156 |
0,0001 |
0,00001 |
0,0001 |
4. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.
Schemat:
Obiekt |
Uw |
±ΔUw |
Ux |
±ΔUx |
Rwz |
±ΔRwz |
Rx |
±ΔRx |
|
[V] |
[V] |
[V] |
[V] |
[Ω] |
[mΩ] |
[Ω] |
[Ω] |
Rezystor drutowy |
0,2035 |
0,0004 |
0,2830 |
0,0004 |
0,1 |
0,02 |
0,140 |
0,002 |
Skrętka z dwóch drutów |
0,00262 |
0,00003 |
0,00405 |
0,00003 |
0,001 |
0,0005 |
0,001607 |
0,00007 |
Przykładowe obliczenia.
Z podobnych zależności obliczamy ±ΔUx
±ΔRwz=0,02%Rwz
±ΔRwz=0,02*0,1/100 = ±0,02
5. Pomiar rezystancji za pomocą mostka Thomsona typu MWT 77a.
Schemat:
Obiekt |
Rp |
±ΔRp |
Rn |
±ΔRn |
R |
±ΔR |
Rx |
±ΔRx |
błąd roz. |
błąd niecz. |
|
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[mΩ] |
[mΩ] |
Rezystor drutowy |
1408 |
0,3 |
0,1 |
0,00002 |
1000 |
0,2 |
0,1408 |
0,00003 |
0,01 |
0,01 |
Skrętka z dwóch drutów |
1620 |
0,3 |
0,001 |
0,0000002 |
1000 |
0,2 |
0,00161 |
0,0000003 |
0,001 |
0,09 |
Przykładowe obliczenia.
±ΔRp=0,02%Rp
±ΔRp=0,02*1408,2/100 = ±0,3
Wnioski:
W punkcie I mierzyliśmy rezystancję badanych obiektów za pomocą mostka Thomsona typu TMT-2. Błąd rozdzielczości tych pomiarów wynika z najmniejszej zmiany rezystancji uzależnionej od zakresu pomiarowego. We wszystkich przypadkach suma błędów rozdzielczości i nieczułości nie przekracza błędu całkowitego odczytanego z instrukcji mostka. W punkcie II rezystancje tych samych obiektów mierzyliśmy metodą porównawczą. Istotną rolę przy tych pomiarach odgrywa dobór rezystora wzorcowego. Musi on być tak dobrany aby jego rezystancja była zbliżona do rezystancji mierzonej. Błąd przy tych pomiarach jest zależny od klasy rezystora wzorcowego oraz od dokładności pomiaru woltomierza. W punkcie III mierzyliśmy za pomocą mostka Thomsona MWT-77a. Błędy pomiarów są zależne od klasy rezystorów użytych do budowy mostka. Jednakże przy pomiarze rezystancji błąd rozdzielczości nie był najmniejszą możliwą zmianą rezystancji nastawianej, ponieważ zmiana ta nie powodowała żadnej reakcji wskazówki. Suma błędów rozdzielczości i nieczułości we wszystkich przypadkach przekracza błąd liczony z różniczki zupełnej.
1