Politechnika Wrocławska

Miernictwo Elektroniczne 2 – sprawozdanie z laboratorium

Temat: Pomiar prądu stałego przyrządami analogowymi i cyfrowymi

08.03.10r.

Michał Kaczara (181132)

Pn/TP 9:15; Grupa 5 Prowadzący: mgr inż. Maciej Kobuszewski

1. Wykaz przyrządów

- regulowany zasilacz
- amperomierz analogowy LM-3, kl. 0,5

- multimetr cyfrowy LG DM-441B

2. Pomiar prądu w obwodach różnej rezystancji

a) Schemat pomiarowy:

b) Tabela wyników pomiarów – amperomierz analogowy:

c) Tabela wyników pomiarów – amperomierz cyfrowy:

3. Pomiar prądu w obwodach o takiej samej rezystancji

a) Schemat pomiarowy:

1

mA

R

a

R

o

E

I

R

o

R

a

E

I

mA

Wielkość

E

α

I

ΔI

δI

V

Ω

Ω

l. dz.

l. dz.

mA

mA

mA

%

mA

%

mA

W

yn

ik

i

p

o

m

ia

ró

w

0,12

10

0,16

52

75

104,0

150

0,75

0,72

1,611

-1,549

0,54

50

0,16

52

75

104,0

150

0,75

0,72

0,326

-0,314

104 ± 0,32

1,05

100

0,16

52

75

104,0

150

0,75

0,72

0,163

-0,157

104 ± 0,16

11,70

500

0,77

61

75

24,4

30

0,15

0,61

0,038

-0,154

24,4

11,70

1000

0,77

28

75

11,2

30

0,15

1,34

0,009

-0,077

11,2

11,70

5000

1,54

12

75

2,4

15

0,08

3,13

0,001

-0,031

2,4

R

o

R

a

α

max

I

z

Δ

s

I

δ

s

I

I ± Δ

s

I

104 ± 1,6

Wielkość

E

I

ΔI

δI

V

Ω

Ω

mA

mA

mA

%

mA

%

mA

W

yn

ik

i

p

o

m

ia

ró

w

0,12

10

1,5

105,72

200

0,55

0,52

13,790

-13,043

0,54

50

1,5

105,52

200

0,55

0,52

3,073

-2,913

1,05

100

1,5

104,07

200

0,54

0,52

1,538

-1,478

10,5

500

1,5

23,29

200

0,14

0,59

0,070

-0,299

23,29

11,7

1000

15

11,07

20

0,06

0,52

0,164

-1,478

11,7

5000

15

2,35

20

0,01

0,59

0,007

-0,299

2,35

R

o

R

a

I

z

Δ

s

I

δ

s

I

I ± Δ

s

I

105,72 ± 13,79

105,52 ± 3,07
104,07 ± 1,54

11,07 ± 0,16

b) Tabela wyników pomiarów – amperomierz analogowy:

c) Tabela wyników pomiarów – amperomierz cyfrowy:

4. Wzory i przykładowe obliczenia

a) amperomierz analogowy:

I =

I

z

⋅

α

α

max

=

150⋅15

75

=

104 [ mA]

b) amperomierz cyfrowy:

R

a

=

0,3

I

z

=

0,3

0,02

=

15 [ ]

c) wspólne:

2

δI =

ΔI

I

⋅

100=

0,75

104

⋅

100=0,72 [%]

R

a

=

23

I

z



0,004=

23

150



0,004≈0,16 [ ]

ΔI =

klasa⋅I

z

100

=

0,5⋅150

100

=

0,75 [ mA]

δ

s

I =−

R

a

R

a



R

o

⋅

100=−

0,16

0,1610

⋅

100≈−1,549 [%]

ΔI =0,5%⋅I1dgt=0,5%⋅105,721dgt≈0,55 [mA]

Δ

s

I =I

R

a

R

a



R

o

=

104

0,16

0,1610

=

1,6 [mA]

Wielkość

E

α

I

ΔI

δI

V

Ω

Ω

l. dz.

l. dz.

mA

mA

mA

%

mA

%

mA

W

yn

ik

i

p

o

m

ia

ró

w

0,20

100

3,07

59

75

5,9

7,5

0,04

0,64

0,176

-2,979

5,9 ± 0,17

0,40

100

3,07

44

75

4,4

7,5

0,04

0,85

0,131

-2,979

4,4 ± 0,13

0,60

100

3,07

58

75

5,8

7,5

0,04

0,65

0,173

-2,979

5,8 ± 0,17

0,80

100

1,54

40

75

8,0

15

0,08

0,94

0,121

-1,514

8 ± 0,12

2,20

100

0,77

58

75

23,2

30

0,15

0,65

0,177

-0,765

23,2 ± 0,17

4,00

100

0,31

40

75

40,0

75

0,38

0,94

0,124

-0,310

40 ± 0,12

R

o

R

a

α

max

I

z

Δ

s

I

δ

s

I

I ± Δ

s

I

Wielkość

E

I

ΔI

δI

V

Ω

Ω

mA

mA

mA

%

mA

%

mA

W

yn

ik

i

p

o

m

ia

ró

w

0,20

100

15

2,36

20

0,55

23,25

0,308

-13,043

0,40

100

15

3,8

20

0,55

14,41

0,496

-13,043

0,60

100

15

5,43

20

0,54

9,95

0,708

-13,043

0,80

100

15

7,8

20

0,14

1,75

1,017

-13,043

2,20

100

1,5

22,35

200

0,06

0,26

0,330

-1,478

4,00

100

1,5

39,85

200

0,01

0,03

0,589

-1,478

R

o

R

a

I

z

Δ

s

I

δ

s

I

I ± Δ

s

I

2,36 ± 0,31
3,80 ± 0,50
5,43 ± 0,71
7,80 ± 1,08

22,35 ± 0,33
39,85 ± 0,59

5. Oznaczenia zastosowane w tabelach i wzorach

6. Wnioski

Na podstawie wykonanych pomiarów i opracowanych wyników, można wywnioskować,

że wprowadzenie przyrządu pomiarowego do układu badanego powoduje powstanie błędu
systematycznego(metody). Sytuacja taka nie miałaby miejsca jedynie dla idealnych mierników,
posiadających zerową rezystancję wewnętrzną.

Analiza wyników pomiarów i wykonywanych obliczeń, pokazuje że błąd systematyczny

jest ściśle związany z rezystancją wewnętrzną amperomierza. Jest on tym mniejszy, im
mniejsza jest rezystancja amperomierza, w stosunku do rezystancji obwodu. Na przykład,
w przypadku miernika analogowego, dla R=50Ω, błąd metody wyniósł 0,326mA, a przy
R=500Ω, zmalał prawie 10-krotnie – do 0,038mA.

Z dwóch mierników – analogowego i cyfrowego - mniejsze błędy do pomiarów

wprowadził pierwszy z nich. Przykładowo, dla R=100Ω wartość błędu metody, wyznaczona dla
amperomierza analogowego, jest ok. 9 razy mniejsza, niż dla cyfrowego. Średnio, błąd
systematyczny występujący podczas pomiaru miernikiem cyfrowym jest ok. 6 razy większy.

Przy pomiarach prądu stałego, należy tak dobrać przyrząd, aby jego rezystancja

wewnętrzna była dużo mniejsza od rezystancji całkowitej badanego obwodu.
Rezystancja wewnętrzna miernika analogowego jest znacznie mniejsza od rezystancji
wewnętrznej amperomierza cyfrowego i bliższa zeru(a co za tym idzie także stosunkowo
mniejsza od rezystancji zastępczej). Z tego względu, do dokładnego badania wartości prądu
stałego, bardziej nadają się właśnie przyrządy analogowe.

3

Symbol

Wielkość

E

napięcie
rezystancja obwodu
rezystancja wewnętrzna amperomierza

α

kąt wychylenia wskazówki amperomierza
maksymalny dopuszczalny kąt wychylenia wskazówki amperomierza

I

ΔI

względny błąd graniczny amperomierza

δI

bezwzględny błąd graniczny amperomierza
względny błąd systematyczny/metody
bezwzględny błąd systematyczny/metody
zakres
wynik pomiaru prądu

R

o

R

a

α

max

prąd zmierzony

Δ

s

I

δ

s

I

I

z

I ± Δ

s

I