Przyrządy:
- zasilacz DC POWER SUPPLY HY3003
- opornik dekadowy DC TYP 0D-1-D6B
- miernik cyfrowy MASTECH MAS 830
- miernik cyfrowy MASTECH M-833
- miernik cyfrowy MASTECH MY-64
- miernik cyfrowy MASTECH MY-68
- woltomierz analogowy (elektromagnetyczny) EL20
- amperomierz analogowy (magnetoelektryczny) ML20
1. Cel ćwiczenia.
poznanie typowych woltomierzy i amperomierzy prądu stałego oraz warunków poprawnej ich eksploatacji
poznanie metod obliczania i eliminowania błędów pomiaru, wynikających ze zmiany wartości mierzonej wskutek włączenia przyrządu pomiarowego
2. Pomiar napięcia wyjściowego źródła o różnej rezystancji wewnętrznej.
Schemat układu pomiarowego.
Tabela wyników dla U = 5 V
Rw [Ω] |
Miernik MAS 830 |
Miernik M-833 |
||||
|
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
10 |
5,16 |
± 0,04580 |
0,887 |
5,44 |
± 0,025 |
0,459 |
100 |
5,15 |
± 0,04575 |
0,888 |
5,45 |
± 0,025 |
0,458 |
1000 |
5,14 |
± 0,04570 |
0,889 |
5,45 |
± 0,025 |
0,458 |
10000 |
5,09 |
± 0,04545 |
0,892 |
5,41 |
± 0,025 |
0,462 |
Rw [Ω] |
Miernik MY-64 |
Miernik MY-68 |
||||
|
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
10 |
4,98 |
± 0,0349 |
0,700 |
4,96 |
± 0,03488 |
0,703 |
100 |
4,98 |
± 0,0349 |
0,700 |
4,96 |
± 0,03488 |
0,703 |
1000 |
4,98 |
± 0,0349 |
0,700 |
4,96 |
± 0,03488 |
0,703 |
10000 |
4,98 |
± 0,0349 |
0,700 |
4,95 |
± 0,03485 |
0,704 |
Rw [Ω] |
Miernik EL20 (zakres 15 V) |
|||
|
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
Rv [Ω] |
10 |
4,9 |
± 0,03 |
0,612 |
2450 |
100 |
4,8 |
± 0,03 |
0,625 |
2400 |
1000 |
4,3 |
± 0,03 |
0,697 |
2150 |
10000 |
2,1 |
± 0,03 |
1,428 |
1050 |
Tabela wyników dla U = 15 V
Rw [Ω] |
Miernik MAS 830 |
Miernik M-833 |
||||
|
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
10 |
15,19 |
± 0,09595 |
0,631 |
16,65 |
± 0,025 |
0,150 |
100 |
15,19 |
± 0,09595 |
0,631 |
16,66 |
± 0,025 |
0,150 |
1000 |
15,18 |
± 0,09590 |
0,631 |
16,65 |
± 0,025 |
0,150 |
10000 |
15,04 |
± 0,09520 |
0,632 |
16,51 |
± 0,025 |
0,151 |
Rw [Ω] |
Miernik MY-64 |
Miernik MY-68 |
||||
|
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
10 |
15,03 |
± 0,06509 |
0,4330 |
14,96 |
± 0,06488 |
0,4336 |
100 |
15,01 |
± 0,06503 |
0,4332 |
14,96 |
± 0,06488 |
0,4337 |
1000 |
15,01 |
± 0,06503 |
0,4332 |
14,95 |
± 0,06485 |
0,4337 |
10000 |
14,99 |
± 0,06497 |
0,4334 |
14,94 |
± 0,06482 |
0,4338 |
Rw [Ω] |
Miernik EL20 (zakres 30 V) |
|||
|
Uv [V] |
ΔUgr [V] |
δUgr [%] |
Rv [Ω] |
10 |
15,0 |
± 0,06 |
0,400 |
7500 |
100 |
14,8 |
± 0,06 |
0,405 |
7400 |
1000 |
14,0 |
± 0,06 |
0,428 |
7000 |
10000 |
9,0 |
± 0,06 |
0,666 |
4500 |
3. Wzory wykorzystane do obliczeń.
Dla miernika MAS 830:
Zakres 20 V, rozdzielczość 10 mV
ΔU = ± 0,5% of rdg ± 2 digits
Dla miernika M-833:
Zakres 20 V, rozdzielczość 10 mV
ΔU = ± 0,5% ± 2 D
Dla miernika MY-64:
Impedancja wejściowa 10 MΩ
Zakres 20 V, rozdzielczość 10 mV
ΔU = ± (0,5% w.w. + 1 C)
Dla miernika MY-68 (wzorcowy):
Impedancja wejściowa 10 MΩ
Zakres 32,6 V, rozdzielczość 10 mV
ΔU = ± (0,3% w.w. + 2 C)
Dla woltomierza analogowego EL20 klasa dokładności: 0,2
4. Pomiar prądu w obwodzie o stałej rezystancji.
Schemat układu pomiarowego.
Tabela wyników
Miernik |
IA [mA] |
ΔIgr [mA] |
δIgr [%] |
MAS 830 |
51,2 |
± 0,968 |
1,890 |
M-833 |
56,0 |
± 0,212 |
0,378 |
MY-64 |
50,8 |
± 0,862 |
1,696 |
MY-68 |
50,0 |
± 0,900 |
1,800 |
ML20 (zakres 75) |
51,0 |
± 0,150 |
0,294 |
Miernik |
IA [mA] |
ΔIgr [mA] |
δIgr [%] |
MAS 830 |
162,6 |
± 2,639 |
1,623 |
M-833 |
177,6 |
± 0,212 |
0,119 |
MY-64 |
156,5 |
± 2,447 |
1,563 |
MY-68 |
150,0 |
± 2,100 |
1,400 |
ML20 zakres (300) |
162,0 |
± 0,600 |
0,370 |
5. Wzory wykorzystane do obliczeń.
Dla miernika MAS 830:
Zakres 200 mA, rozdzielczość 100 μA
ΔI = ± 1,5% of rdg ± 2 digits
Dla miernika M-833:
Zakres 200 mA, rozdzielczość 100 μA
ΔI = ± 0,5% ± 2 D
Dla miernika MY-64:
Zakres 200 mA, rozdzielczość 0,1 mA
ΔI = ± (1,5% w.w. + 1 C)
Dla miernika MY-68 (wzorcowy):
Zakres 326 mA, rozdzielczość 0,1 mA
ΔI = ± (1,2% w.w. + 3 C)
Dla amperomierza analogowego ML20 klasa dokładności: 0,2
6. Wnioski.
Jak widać z pomiarów różne mierniki charakteryzują się różną dokładnością. W przypadku mierników analogowych graniczny błąd bezwzględny ma identyczną wartość dla każdego wskazania. W przypadku mierników cyfrowych błąd ten zależy od wartości wskazanej i oblicza się go ze wzoru podanego przez producenta w instrukcji obsługi (wzór ten dla każdego typu miernika ma inną postać).
Aby uzyskać dokładny pomiar napięcia lub prądu należy tak dobrać zakres, aby wskazanie miernika było bliskie zakresowi (w miarę wzrostu wartości odczytanej graniczny błąd względny malał).
Błąd względny graniczny pozwala porównać dokładność mierników o różnych zakresach.
Wpływ na dokładność pomiarów ma również rezystancja wewnętrzna (jest to szczególnie widoczne w przypadku mierników analogowych).
Rw
Uwy
E
E
A
Ro
IA
Wyszukiwarka