Laboratorium Miernictwa Elektronicznego		Wydział Elektroniki Politechniki Wrocławskiej, Kierunek: Informatyka, rok I
Rafał Nowakowski		Błędy graniczne przyrządów pomiarowych
Grupa II		Data wykonania: 23 lutego 1998	Ocena:

Cel ćwiczenia:

Poznanie źródeł informacji o warunkach użytkowania narzędzi pomiarowych, przyswojenie pojęć związanych z określeniem błędów granicznych przyrządów analogowych i cyfrowych; nabycie umiejętności ich stosowania, ze zwróceniem uwagi na poprawny dobór zakresu, odczyt i zapis wyniku.

Zestaw przyrządów pomiarowych:

Miernik cyfrowy: Digital multimetr type V543

• R_wew = 10 [MΩ] ±10% dla U_z = 1000 [V]

• R_wew = 10 [MΩ] ±10% dla U_z = 10 [V]

Miernik analogowy typ LM-3 (nr inw. T-1647)

• typ ustroju: magnetoelektryczny

• R_wew = 1000 [Ω/V]

• kl. 0.5

Przebieg ćwiczenia:

Schemat układu pomiarowego:

+
Zasilacz Stabilizowany	U.
-

1. Pomiar napięcia na wyjściu zasilacza stabilizowanego miernikiem cyfrowym

	UZ	U	ΔU	δU
	[V]	[V]	[V]	[%]
	1000	+006,0
	10	+5,920
Zmiana polaryzacji:	10	-5,918

U_Z - zakres pomiarowy

U - wynik pomiaru (wartość wielkości mierzonej)

2. Pomiar napięcia na wyjściu zasilacza stabilizowanego miernikiem analogowym

UZ	αmax	α	U	ΔU	δU
[V]	[dz]	[dz]	[V]	[V]	[%]
7,5	75	60	6,00
15	30	12,1	6,05
30	30	6,1	6,10

α_max - odchylenie maksymalne wskazówki w działkach

α - odchylenie wskazówki w działkach odpowiadające wartości mierzonej

U_Z - zakres pomiarowy

U - wynik pomiaru (wartość wielkości mierzonej)

Zadania

1. Sprawdzono poprawność wskazań woltomierza o zakresie 10 [V], kl. 0.5, α_max = 100 [dz] woltomierzem wzorcowym o znacznie większej dokładności. Czy sprawdzany woltomierz zachowuje klasę, jeśli uzyskano następujące wyniki:

α	Uw
[dz]	[V]
10	1,003
20	2,009
30	2,991
40	4,005
50	4,987
60	5,991
70	6,993
80	8,000
90	9,002
100	9, 997

a wskazania woltomierza wzorcowego można przyjąć za wartość poprawną mierzonego napięcia?

Rozwiązanie:

Stosując poniższe wzory obliczam U_b, oraz ΔU i δU.

ΔU = U_b - U_w

α	Uw	Ub	ΔU	δU
[dz]	[V]	[V]	[V]	[%]
10	1,003	1,000	-0,003	-0,3
20	2,009	2,000	-0,009	-0,5
30	2,991	3,000	0,009	0,3
40	4,005	4,000	-0,005	-0,13
50	4,987	5,000	0,013	0,3
60	5,991	6,000	0,009	0,15
70	6,993	7,000	0,007	0,1
80	8,000	8,000	0,000	0
90	9,002	9,000	-0,002	-0,025
100	9, 997	10,000	0,003	0,03

Po wykonaniu obliczeń szukam największej bezwzględnej wartości błędu względnego δU_max i porównuję go z klasą woltomierza badanego. Ponieważ δU_max= 0,5% i jest nie większy niż klasa 0.5, zatem sprawdzany woltomierz zachowuje klasę.

2. Zmierzono równocześnie prąd amperomierzem magnetoelektrycznym o zakresie 150 [mA], kl. 0.5, α_max = 150 [dz] oraz amperomierzem cyfrowym o zakresie 200.0 [mA] i błędzie ±0.1% ±3 cyfry.

Z amperomierza magnetoelektrycznego odczytano wartość 145.5 [dz] a z amperomierza cyfrowego wartość 146.4 [mA]. Czy na podstawie tych wyników można orzec, że jeden z amperomierzy wskazuje niepoprawnie?

Rozwiązanie:

I_c = 146.4 mA,

Zakładam, że podany błąd jest błędem analogowym δ_an = ±0.1% w procentach wartości mierzonej

ΔI_cc = 3cyfry ⋅ 0.1mA

I_a = 145.5 mA

można zatem przyjąć:

ΔI_a = 0.5 ⋅ 150 / 100 = ±0.75mA

więc: I_c = 145.9 ÷ 146.9 mA

I_a = 144.75 ÷ 146.25 mA

Na podstawie tych danych nie można stwierdzić, że któryś z mierników wskazuje niepoprawnie, gdyż dla I_R = 145.9 ÷ 146.25 mA oba wskazywałyby poprawnie, dla I_R = 144.75 ÷ 145.9 mA błędnie wskazywałby miernik cyfrowy I_R = 146.25 ÷ 146.9 mA błędnie wskazywałby miernik analogowy, dla innych zakresów I_R oba mierniki wskazywałyby błędnie.

---