ĆWICZENIE 1.

POMIARY PARAMETRÓW OBWODÓW PRĄDU STAŁEGO

Kursywą oraz * zaznaczono rozszerzony program ćwiczenia

Pomiary wartości rezystancji, prądu, napięcia i mocy przyrządami analogowymi i
cyfrowymi. Wyznaczanie niepewności wyników pomiarów prostych i złożonych.
Opracowanie sprawozdania.

1. Pomiary prądu i mocy czynnej
Połączyć układ jak na rysunku 1.1. Zmierzyć napięcie i prąd żarówki miernikami
analogowymi. Obliczyć moc elektryczną pobieraną przez żarówkę i określić błąd
graniczny (niepewność) wyników pomiarów.

W

A

Żarówka

V

Rys.1.1

25 W
Napięcie [V]

Prąd

25

[A]

Moc U*I [W]

Woltomierz
Zakres [V]

Amperomierz
Zakres [A]

-----------------

Klasa [%]

Klasa [%]

-----------------

----------

Błąd pomiaru
δ

U

[%]

Błąd pomiaru
δ

I

[%]

Błąd wyniku
δ

P

[%]=δ

U

+δ

I

5 W
* Napięcie [V]

Prąd

5

[A]

Moc U*I [W]

* Woltomierz
Zakres [V]

Amperomierz
Zakres [A]

-----------------

* Klasa [%]

Klasa [%]

-----------------

* Błąd pomiaru

δ

U

[%]

Błąd pomiaru

δ

I

[%]

Błąd wyniku

δ

P

[%]=

δ

U

+

δ

I

2. Pomiary rezystancji
Połączyć układ pomiarowy wg rysunku 1.2.

Zmierzyć wartość rezystancji poprzez pomiar miernikami cyfrowymi prądu i spadku
napięcia na opornikach zestawu.

R

V

A

Napięcie
U [V]

Błąd U
δ

U

[%]

Prąd I
[A]

Błąd I
δ

I

[%]

Rezystancja
R=U/I [Ω]

Błąd R
δ

U

+δ

I

[%]

Rezystor Nr ( )

* Rezystor Nr ( )

* Rezystor Nr ( )

Obliczenie procentowego błędu pomiaru przyrządem cyfrowym na przykładzie pomiaru
napięcia:
Np. Zmierzono woltomierzem cyfrowym napięcie stałe 1.56 V na zakresie 2 V.
Wg instrukcji miernika błąd pomiaru napięcia stałego (DC Voltage) wynosi:
+/-0.5% odczytu (rdg) tj. wielkości zmierzonej +/- 4 cyfry (digit) z ostatniej pozycji, czyli
w tym przypadku 0.04 V. Stanowi to (0.04/1.56)*100% = 2.56% wielkości zmierzonej.
Całkowity błąd graniczny pomiaru wynosi zatem 0.5% + 2.56% = 3.06%.


3. Pomiar rezystorów zestawu omomierzem cyfrowym. Porównanie wyników i
dyskusja błędów na podstawie instrukcji obsługi mierników (Operation Manual).

Rezystancja
[Ω]

Błąd pomiaru
omomierzem
[%]

Błąd
bezwzględny
[Ω]

Błąd pomiaru
[%]
z poprzedniej
tabeli

Błąd
bezwzględny
[Ω]

Rezystor Nr ( )

* Rezystor Nr ( )

* Rezystor Nr ( )

Obliczanie błędu bezwzględnego:
Np. Zmierzona wartość rezystancji wynosi 1526 Ω, a procentowy błąd graniczny 3.06%.
Błąd bezwzględny jest równy (1526*3.06%)/100% = 46.7 Ω.

4. Ilustracja graficzna niepewności wyników pomiarów
Zaznaczyć na osi wartości rezystora zmierzone omomierzem i obliczone w z pomiaru
napięcia i prądu oraz przedziały błędów bezwzględnych. Zbadać czy przedziały te
zachodzą na siebie (a powinny !)

Rys.1.2

Przykład:

1400

1500

1600

7

.

46

1526 ±

omomierzem

Pomiar

40

1510 ±

Wartość
obliczona

Rezystor Nr ( )

Kopia fragmentu

Operational manual przyrządu cyfrowego

Aparatura:

1. Akumulator 12 V
2. Woltomierz analogowy
3. Amperomierz analogowy
4. Zestaw żarówek 5W i 25 W
5. 2 uniwersalne mierniki cyfrowe

M890

6. Zestaw rezystorów