POLITECHNIKA
ŚWIĘTOKRZYSKA
Laboratorium metrologi
Numer ćwiczenia:
4
Temat:
Mostek niezrównoważony
prądu stałego
Grupa:
113A
L05
Data wykonania ćwiczenia:
11-04-2012
Data oddania sprawozdania:
Ocena:
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości metrologicznych mostka
niezrównoważonego prądu stałego. Ćwiczenie polega na eksperymentalnym
wyznaczeniu charakterystyk mostka niezrównoważonego i porównaniu ich
z charakterystykami teoretycznymi.
2. Schemat pomiarowy
3.
Wykaz przyrządów:
1. 4x opornik dekadowy
2. zasilacz DC
3. woltomierz
4. mikroamperomierz
4. Tabele pomiarowe
obliczenia:
a) dla I'
wartości rezystancji:
R
1
=1500 R
2
=500 R
3
=150 R
4
=50 ; U
z
=5,5 V
=
I1=5,5/2000=0,00275A
\
τ=(500+50)/(1500+500+150+50)=0,25Ω
= Rab=((1500*500)/(1500+500))+((150*50)/(150+50))=412,5Ω
R1= 1500
R2= 500
R2= 1500
R2= 3000
R3= 150
R3= 500
R3= 1500
R4= 50
R4= 500
R4= 3000
ΔR1/R1
R1+ΔR1
I'
I”
I”'
-
Ω
-0,15
1275
-224
-237,069
-156,8
-166,331
-81,2
-81,845
-0,14
1290
-212
-221,264
-148
-155,242
-76,8
-76,389
-0,13
1305
-198
-205,460
-138,4
-144,153
-72
-70,933
-0,12
1320
-186
-189,655
-129,2
-133,065
-67,2
-65,476
-0,11
1335
-172
-173,851
-119,6
-121,976
-62,4
-60,020
-0,1
1350
-158
-158,046
-110
-110,887
-57,6
-54,563
-0,09
1365
-144
-142,241
-100,4
-99,798
-52,4
-49,107
-0,08
1380
-130
-126,437
-90,4
-88,710
-48
-43,651
-0,07
1395
-116
-110,632
-80
-77,621
-42,8
-38,194
-0,06
1410
-100
-94,828
-70
-66,532
-37,6
-32,738
-0,05
1425
-84
-79,023
-60
-55,444
-32,8
-27,282
-0,04
1440
-70
-63,218
-49,2
-44,355
-27,2
-21,825
-0,03
1455
-54
-47,414
-38,4
-33,266
-21,6
-16,369
-0,02
1470
-40
-31,609
-28
-22,177
-16,4
-10,913
-0,01
1485
-22
-15,805
-16
-11,089
-11,2
-5,456
0,00
1500
0
0,000
0
0,000
0
0,000
0,01
1515
2,8
15,805
12
11,089
4,4
5,456
0,02
1530
16
31,609
16,8
22,177
11,2
10,913
0,03
1545
50
47,414
23,2
33,266
16,8
16,369
0,04
1560
68
63,218
35,2
44,355
22,4
21,825
0,05
1575
86
79,023
47,2
55,444
28,4
27,282
0,06
1590
104
94,828
59,6
66,532
40,4
32,738
0,07
1605
122,8
110,632
72
77,621
46,4
38,194
0,08
1620
141,6
126,437
84
88,710
52,8
43,651
0,09
1635
161,6
142,241
97,2
99,798
55,6
49,107
0,10
1650
180
158,046
110
110,887
59,2
54,563
0,11
1665
200,8
173,851
150
121,976
65,2
60,020
0,12
1680
221,6
189,655
156
133,065
71,6
65,476
0,13
1695
242,4
205,460
164,4
144,153
78
70,933
0,14
1710
264
221,264
178,8
155,242
84,4
76,389
0,15
1725
286
237,069
193,2
166,331
91,2
81,845
I[μA]
Iobl[μA]
I[μA]
Iobl[μA]
I[μA]
Iobl[μA]
R4=(500*150)/1500=50Ω
Rg=72mV/300μA=240Ω
=I=((0,00275 *0,25)/(412,5+240))*15=0,00001477=15,805μA
b) dla I”
c) dla I'''
Wykresy:
τ=
0,5
Rab=
1000
I2= 0,0018333333
τ=
0,6666666667
Rab=
2000
I3= 0,0012222222
-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
-260
-220
-180
-140
-100
-60
-20
20
60
100
140
180
220
260
300
Dla I'
czerwony I obl, wykres niebieski dla I zmierzonego
Kolumna E
Kolumna D
deltaR
p
rą
d
I
m
ik
ro
a
m
p
e
ry
-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Dla I'''
kolumna H - prąd zmierzony, kolumna I - prąd obliczony
Kolumna H
Kolumna I
deltaR
p
rą
d
m
ik
ro
a
m
p
e
ry
-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
-200
-180
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
Dla I''
Kolumna F - I zmierzone, Kolumna G - I obliczone
Kolumna F
Kolumna G
deltaR
p
rą
d
m
ili
a
m
p
e
ry
5. Wnioski:
Podczas laboratorium zajmowaliśmy się badaniem mostka czteroramiennego niezrównoważonego.
Mierzyliśmy prąd przy różnej rezystancji oraz przy stałym napięciu U=5,5V. Przed rozpoczęciem
pomiarów mostek należy odpowiednio zrównoważyć, gdyż żaden z przyrządów nie jest idealny a
przewody posiadają swoją rezystancję. Zaraz po rozpoczęciu pomiarów zauważyliśmy, że im mniejsza
rezystancja na rezystorach tym prąd się proporcjonalnie zwiększa. Przy 16 pomiarze należy przepiąć
bieguny amperomierza, gdyż wówczas prąd popłynie w drugą stronę co uniemożliwia nam pomiar prądu
miernikiem analogowym. Na wykresach wyraźnie widać że wraz ze wzrostem oporu na rezystorach w
kolejnych pomiarach rośnie także błąd pomiaru (wykresy rzeczywistego prądu oraz obliczonego coraz
bardziej odbiegają od siebie). Powodem odchyleń mogą być też klasy zastosowanych mierników.
Niemniej jednak można stwierdzić iż mostek niezrównoważony jest bardzo dokładny i nasze pomiary i
obliczenia nie odbiegają dużo od rzeczywistych wartości.