LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ I ELEKTRONICZNEJ
Imię i Nazwisko ADAMOWICZ JERZY DUMICZ DARIUSZ |
Grupa ED 6.4 |
||||
Data wyk. ćwicz. 13.03.1996r. |
Numer ćwiczenia 16 |
Temat ćwiczenia: |
Badanie właściwości mostków czterogałęziowych |
Ocena |
|
1.Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości czteroramiennych mostków oraz techniki pomiaru mostkami równoważonymi ręcznie.
2.Ogólne zasady klasyfikacji
Mostek zrównoważony jest to przyrząd do pomiaru parametrów rezystorów, cewek, lub kondensatorów, w którym zastosowano układ mostkowy i zerową metodę pomiaru.
Mostkowym układem pomiarowym nazywa się czwórnik pasywny zawierający conajmniej cztery elementy, w tym jeden element mierzony, odpowiednio połączone, w którym do jednej pary zacisków przyłącza się napięcie zasilania, a do drugiej wskaźnik równowagi.
W zależności od rodzaju napięcia zasilającego mostki dzieli się na dwie grupy główne;
-mostki stałoprądowe (mostki zasilane ze źródła prądu stałego)
-mostki zmiennoprądowe (zasilane ze źródła prądu przemiennego)
3. Wpływ konfiguracji mostka na jego czułość
Schemat pomiarowy:
E
Oznaczenia przyżądów użytych w ćwiczeniu
A-bocznik Ayrtona
G-galwanometr statyczny
R3,R4-opornik stosunkowy
R2-opornik dekadowy
E-bateria zasilająca
Tabela pomiarowa :
L.p. |
konfiguracja mostka |
R1 [ W ] |
R2 [ W ] |
R3 [ W ] |
R4 [ W ] |
DR1 [ W ] |
DR1/R1 [ - ] |
Daśr [ dz ] |
Daśr [ dz ] |
S [ dz/% ] |
|
R1=R2=R3=R4 |
10000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
zmiana R1 |
105.2 |
101 |
100 |
100 |
0.1 |
950 10-6 |
- |
73 |
0.078 106 |
|
|
105.4 |
101 |
100 |
100 |
0.1 |
948 10-6 |
73 |
- |
0.077 106 |
|
|
101.3 |
101.4 |
10k |
10k |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
R1=R2 |
101.2 |
101.4 |
10k |
10k |
0.1 |
988 10-6 |
16 |
- |
0.016 106 |
|
|
101.4 |
101.4 |
10k |
10k |
0.1 |
986 10-6 |
- |
16 |
0.016 106 |
|
|
1000.1 |
10k |
1k |
10k |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
R1=R3 |
1001.1 |
10k |
1k |
10k |
0.1 |
99.9 10-6 |
- |
60 |
0.6 106 |
|
|
999.1 |
10k |
1k |
10k |
0.1 |
100 10-6 |
60 |
- |
0.55 106 |
Względną czułość mostka oblicza się ze wzoru:
4. Badanie wpływu napięcia zasilania na czułość mostka.
Schemat pomiarowy taki jak w p.1.
Tabela pomiarowa:
Uz [ V ] |
R1 [ W ] |
R2 [ W ] |
R3 [ W ] |
R4 [ W ] |
DR1 [ W ] |
Daśr [ dz ] |
S [ dz/% ] |
|
105.3 |
100 |
100 |
100 |
0 |
0 |
0 |
0.5Uz |
105.2 |
100 |
100 |
100 |
0.1 |
73 |
76359 |
|
105.4 |
100 |
100 |
100 |
0.1 |
73 |
76359 |
|
105.3 |
100 |
100 |
100 |
0.1 |
0 |
0 |
Uz |
105.2 |
100 |
100 |
100 |
0.1 |
60 |
64853 |
|
105.4 |
100 |
100 |
100 |
0.1 |
60 |
63874 |
3. Wyznaczanie charakterystyki mostka niezrównoważonego Iw = f(DRw).
Schemat pomiarowy taki jak w p.1.
a) Zmiana rezystancji ramienia pierwszego R1 o DR1.
Tabela pomiarowa:
L.p. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DR [W] |
1000.5 |
1000.6 |
1000.7 |
1000.8 |
1000.9 |
1001.0 |
1001.1 |
1001.2 |
1001.3 |
1001.4 |
1001.5 |
1001.6 |
1001.7 |
1001.8 |
1002.0 |
1002.1 |
Da [dz] |
0 |
4.5 |
9 |
13 |
17 |
22 |
26 |
30 |
35 |
39 |
43.5 |
48 |
52 |
56.5 |
65 |
70 |
b) Zmiana rezystancji dwóch ramion ( pierwszego i drugiego ) o taką samą wartość , lecz przeciwną co do znaku DR1=-DR2.
Tabela pomiarowa:
L.p. |
|
|
|
|
|
|
|
|
DR [W] |
1000.5 |
1000.6 |
1000.7 |
1000.8 |
1000.9 |
1000 |
1001.1 |
1001.2 |
R [W] |
1000 |
999.9 |
999.8 |
999.7 |
999.6 |
999.5 |
999.4 |
999.3 |
Da [dz] |
0 |
9 |
17.5 |
26 |
35 |
43.5 |
52 |
70 |
4. Wyznacznie kąta zbieżności mostka Maxwella.
Schemat pomiarowy:
U=15V
R2=99.8 R2=100.8
R4=162.7 R4=163.8
r=7
W= 0.012V W=0.0384V W=0.038V
Kąt zbieżności oblicza się ze wzoru:
cosg = UCD2/UCD1
g1 = arccos(UCD2/UCD1)= arccos( 0.012 / 0.0584)=78.14
g2 = arccos(UCD2/UCD1)= arccos( 0.012 / 0.0381)=71.64
rezystor R1 - nr PL-P3- 359-E6
rezystor R2 - nr PL-P3- 564-E6
rezystor R3 - nr PL-P3- 532-E6
rezystor R4 - nr PL-P3- 534-E6
=500mH (99.8/113)=566mH
Błąd nieczułości przy pomiarze indukcyjności cewki:
Wnioski:
Celem ćwiczenia było poznanie podstawowych własności czteroramiennych mostków oraz techniki pomiaru mostkami równoważonymi ręcznie. Dzięki mostkom czteroramiennym można wyznaczyć z dużą dokładnością nieznane parametry rezystorów,cewek i kondensatorów. W pierwszej części ćwiczenia badano wpływ konfiguracji mostka na jego czułość oraz wpływ napięcia zasilania na czułość.Otrzymane wyniki wskazują, że największa czułość jest dla układu konfiguracji R1=R2 .
Wpływ napięcia zasilania na czułość mostka badano przy 0.5Uz i Uz. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że lepszą czułość układ wykazał przy Uz. Można zatem stwierdzić, że czułość wzrasta ze wzrostem napięcia zasilajcego.Jego górną granicę określają dopuszczalne obciążalności elementów mostka i elementu mierzonego.
W punkcie trzecim (wyznaczanie charakterystyki mostka niezrównoważonego) na podstawie wyników otrzymanych z pomiarów wykreślono charakterystyki R1=Δα dla następujących przypadków : Zmiana rezystancji ramienia pierwszego R1 o DR1. i Zmiana rezystancji dwóch ramion ( pierwszego i drugiego ) o taką samą wartość , lecz przeciwną co do znaku DR1=-DR2. Obydwie otrzymane charakterystyki mają charakter liniowy.
W układzie mostka przemiennego( mostek Maxwella) wyznaczono kąt zbieżności , którego wartość wynosi 780.Kąt ten decyduje o liczbie kroków potrzebnych do zrównoważenia mostka. Liczba kroków jest tym mniejsza im większy jest kąt zbieżności. Dla kąta 90o uzyskuje się równowagę po jednej regulacji elementów. Wynik otrzymany w ćwiczeniu jest wynikiem poprawnym przy mostku tej klasy dokładności .