POLITECHNIKA RADOMSKA Im. Kazimierza Pułaskiego WYDZIAŁ TRANSPORTU		LABORATORIUM MIERNICTWA				Data:
Wykonał:		Grupa:		Zespół:		Rok akademicki:
Temat:	Metodyka opracowywania wyników pomiarowych.			Nr ćwiczenia:		Ocena i podpis prowadzącego:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wykorzystanie komputera z przetwornikami A/C i C/A do badania charakterystyk diod półprzewodnikowych.

2. Schemat połączeń stanowiska do badania charakterystyk elementów półprzewodnikowych:

3. Schemat badanego przez nas układu:

4. Tabela pomiarowa:

Lp.	UC/A	UA/C	UD	DUD	ID	dID	Uwagi:
	[V]	[V]	[V]	[%]	[A]	[%]
1	-10	-2,49	-7,51	0,290803	-0,009222222	0,20081
2	-9,5	-2,52	-6,98	0,291044	-0,009333333	0,19842
3	-9	-2,119	-6,881	0,331516	-0,007848148	0,235966
4	-8,5	-1,626	-6,874	0,406327	-0,006022222	0,307508
5	-8	-1,143	-6,857	0,539945	-0,004233333	0,437448
6	-7,5	-0,649	-6,851	0,877083	-0,002403704	0,770418
7	-7	-0,171	-6,829	3,035405	-0,000633333	2,923977
8	-6,5	-0,01	-6,49	50,11692	-0,000037037	50
9	-6	-0,01	-5,99	50,12333	-0,000037037	50
10	-5,5	-0,01	-5,49	50,13091	-0,000037037	50
11	-5	-0,01	-4,99	50,14	-0,000037037	50
12	-4,5	-0,01	-4,49	50,15111	-0,000037037	50
13	-4	-0,005	-3,995	100,165	-0,000018519	100
14	-3,5	-0,01	-3,49	50,18286	-0,000037037	50
15	-3	-0,01	-2,99	50,20667	-0,000037037	50
16	-2,5	-0,01	-2,49	50,24	-0,000037037	50
17	-2	-0,005	-1,995	100,29	-0,000018519	100
18	-1,5	-0,005	-1,495	100,3733	-0,000018519	100
19	-1	-0,01	-0,99	50,54	-0,000037037	50
20	-0,5	-0,005	-0,495	101,04	-0,000018519	100
21	0	-0,01	0,01	-	-0,000037037	50
22	0,5	-0,005	0,505	101,04	-0,000018519	100
23	1	0,283	0,717	2,306784	0,001048148	1,766785
24	1,5	0,752	0,748	1,038227	0,002785185	0,664896
25	2	1,23	0,77	0,696504	0,004555556	0,406507
26	2,5	1,714	0,786	0,531715	0,006348148	0,29172
27	3	2,202	0,798	0,433733	0,008155556	0,227072
28	3,5	2,686	0,814	0,369008	0,009948148	0,186158
29	4	3,179	0,821	0,322282	0,011774074	0,157291
30	4,5	3,662	0,838	0,287649	0,013562963	0,136547
31	5	4,15	0,85	0,260482	0,01537037	0,120493
32	5,5	4,644	0,856	0,238575	0,0172	0,107679
33	6	5,127	0,873	0,220856	0,018988889	0,097537
34	6,5	5,62	0,88	0,205891	0,020814815	0,088983
35	7	6,108	0,892	0,193288	0,022622222	0,081877
36	7,5	6,606	0,894	0,182355	0,024466667	0,075707
37	8	7,095	0,905	0,172972	0,026277778	0,070492
38	8,5	7,583	0,917	0,16476	0,028085185	0,065958
39	9	8,071	0,929	0,157506	0,029892593	0,061972
40	9,5	8,564	0,936	0,151016	0,031718519	0,058407
41	10	-2,52	12,52	0,288413	-0,009333333	0,19842

5. Przykładowe obliczenia:

[V]

6. Charakterystyka przejściowa badanej diod

7. Wnioski:

Celem ćwiczenia było zbadanie charakterystyki przejściowej diody i wyliczenie błędów pomiaru. Do tego celu użyliśmy stanowiska z przetwornikami analogowo-cyfrowym i cyfrowo-analogowym, sterowanego komputerem. Dzięki temu pomiary miały charakter automatyczny i wymagały jedynie ustawienia parametrów badanego układu w programie sterującym.

Obliczając błędy pomiarowe, musiałem wziąć pod uwagę błędy wnoszone przez przyrządy pomiarowe - dwunastobitowe przetworniki A/C i C/A. Najmniejsza rozróżniana przez taki przetwornik wartość to ΔU=20V/2¹²=5 mV (ΔU to iloraz zakresu pomiarowego przetwornika i ilość rozróżnianych przez niego stanów). Jest to błąd kwantyzacji. Drugim błędem wprowadzanym przez przetworniki A/C i C/A jest błąd nieliniowości. Jest on zwykle podawany przez producenta przetwornika. W tym przypadku wyniósł on 0,02%. Zakładamy, że rezystancja wyjściowa przetwornika C/A jest pomijalnie mała, a rezystancja wejściowa przetwornika A/C jest nieskończenie duża - nie bierzemy więc poprawek na te wielkości. W układzie pomiarowym znajduje się także rezystor R o klasie 0,2%.

Obliczenia błędów oparłem o metodę różniczki zupełnej. Pozwala ona na określenie błędu wielkości mierzonych pośrednio, opisanych nawet skomplikowanymi zależnościami matematycznymi. Po znalezieniu odpowiednich pochodnych i wyliczeniu błędów okazało się, że największe błędy występują blisko zera przetworników A/C i C/A. Wynika to z faktu, że wtedy błąd kwantyzacji przetwornika jest tego samego rzędu, co zmierzona wartość. Zauważyłem także, że nie można wyliczyć błędów dla U_C/A = 0, ponieważ U_C/A jest w mianowniku wzoru.

Podobnie jak w przypadku przyrządów analogowych, odczytów z mierników cyfrowych należy dokonywać w górnej części zakresu pomiarowego. Wtedy pomiar obarczony będzie najmniejszym błędem. Ponadto, należy używać przetworników o jak największej rozdzielczości i najmniejszej nieliniowości, dzięki czemu pomiary będą dokładniejsze.

Dla diody Zenera 6,8 V. Mierzony był spadek napięcia na rezystorze szeregowym. Dioda w stosunku do poprzednich pomiarów zachowywała się bardzo podobnie, lecz tutaj zauważamy dużo lepszą stabilizację napięcia wstecznego (ok. 6,8 V).

Błąd pomiaru ΔU_D był najmniejszy dla największych bezwzględnych wartości napięcia wyjściowego przetwornika C/A. Gdy wartość ta zbliżała się do zera błąd ten gwałtownie rósł.

Natomiast błędy ΔI_D przyjmowały wartości bardzo małe z tendencją wzrostu w miarę zwiększania się napięcia wyjściowego przetwornika C/A.

1

1

---