INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH

WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT

Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych

Laboratorium Miernictwa Elektronicznego 1

Ćwiczenie 4

Temat: POMIARY NAPIĘCIA PRZEMIENNEGO

Grupa:E2Y2S1

Data wykonania ćwiczenia: 26.11.2012

Zespół w składzie:
1.Jarosław Skorupski
2.Robert Szary

Data oddania sprawozdania:
Ocena:
Prowadzący ćwiczenie: Ireneusz Kołek

Wykaz przyrządów znajdujących się na stanowiskach:

Lp.

Nazwa przyrządu

Typ

Producent

1

Generator cyfrowy

DF 1410DDS

NDN

2

Multimetr cyfrowy

DM 3052

RIGOL

3

Multimetr analogowy

V640

MERA TRONIK

4

Oscyloskop analogowy

EAS-200S

ESCORT

5

Generator RC

PO-23

KABID

6

Zasilacz

ZT-980-2

UNITRA

1.DOBÓR ZAKRESU POMIAROWEGO DO WARTOŚCI MIERZONEGO NAPIĘCIA

Pomiary:

Woltomierz(multimetr) analogowy typ V640

Zakres woltomierza U

z

=1,5V

Zakres napięcia generatora U

z gen

=1V

SEM

U

v

u

B

(U

v

)

δ

U

V

V

V

%

0,1 U

z gen

0,1 V

0,012

12,0

0,2 U

z gen

0,2 V

0,012

6,0

0,3 U

z gen

0,3 V

0,012

4,0

0,4 U

z gen

0,4 V

0,012

3,0

0,5 U

z gen

0,5 V

0,012

2,4

0,6 U

z gen

0,6 V

0,012

2,0

0,7 U

z gen

0,71 V

0,012

1,7

0,8 U

z gen

0,81 V

0,012

1,5

0,9 U

z gen

0,92 V

0,012

1,3

U

z gen

1,02 V

0,012

1,2

Woltomierz(multimetr) cyfrowy typ DM 3052

Zakres woltomierza U

z

=1,5V

Zakres napięcia generatora U

z gen

=1V

SEM

U

v

u

B

(U

v

)

δ

U

V

V

V

%

0,1 U

z gen

0,109 V

0,0010

1,0

0,2 U

z gen

0,208 V

0,0011

1,1

0,3 U

z gen

0,310 V

0,0012

1,2

0,4 U

z gen

0,414 V

0,0013

1,3

0,5 U

z gen

0,524 V

0,0015

1,5

0,6 U

z gen

0,622 V

0,0016

1,6

0,7 U

z gen

0,728 V

0,0017

1,7

0,8 U

z gen

0,831 V

0,0019

1,9

0,9 U

z gen

0,936 V

0,0020

2,0

U

z gen

1,041 V

0,0021

2,1

Generator badany

Badany woltomierz

analogowy lub

cyfrowy

Obliczenia

multimetr analogowy:

√

√

Multimetr cyfrowy:

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

Zależność

:

Multimetru analogowego:

Wybierając poprawny zakres multimetru analogowego, musi być on jak najbardziej zbliżony
co do wartości napięcia mierzonego, ponieważ im bardziej zakres jest zbliżony do wartości
mierzonej tym większą dokładność pomiaru wartości mierzonej posiada przyrząd, lecz trzeba
pamiętać, aby zachować pewną „rezerwę” aby nie dopuścić do przekroczenia zakresu co
grozi do (w przypadku multimetra analogowego) nieodwracalnego uszkodzenia wskaźnika
pomiarowego w przyrządzie pomiarowym.

0

2

4

6

8

10

12

14

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

δ

u

[%

]

Um[V]

Multimetru cyfrowego:

Zakres multimetru cyfrowego jest dobierany automatycznie przez przyrząd, który dobiera
sam jak najbardziej zbliżony co do wartości napięcia mierzonego zakres, więc dokładność
pomiaru wartości mierzonej przez przyrząd jest niemal liniowa. Nie trzeba pamiętać, aby
zachować pewną „rezerwę” aby nie dopuścić do przekroczenia zakresu, ponieważ zakresy są
przestawiane automatycznie.

2.WPŁYW CZĘSTOTLIWOŚCI MIERZONEGO NAPIĘCIA NA DOKŁADNOŚĆ POMIARU

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

δ

u

[%

]

Um[V]

Pomiary:

Woltomierz typ DM 3052

Woltomierz typ V640

Zakres napięcia U

z

=2,5V

Zakres napięcia U

z

=5V

f

U

v

Wynik

U

v

Wynik

kHz

V

V

V

V

0,01

0,869 V

0,869±0,006

0,90 V

0,90±0,05

0,5

0,892 V

0,892±0,025

0,85 V

0,85±0,05

15

0,888 V

0,888±0,025

0,83 V

0,83±0,05

50

0,887 V

0,887±0,013

0,80 V

0,80±0,05

80

0,889 V

0,889±0,013

0,72 V

0,72±0,05

200

0,903 V

0,903±0,013

0,28 V

0,28±0,05

500

0,917 V

0,917±0,013

0,11 V

0,11±0,05

1000

0,808 V

0,808±0,012

0,11 V

0,11±0,05

Obliczenia:

Woltomierz typ V640:

√

√

Woltomierz typ DM 3052:

√

√

√

√

√

√

√

√

3.WPŁYW IMPEDANCJI WEWNĘTRZNEJ ŹRÓDŁA MIERZONEGO NAPIĘCIA

Pomiary:

Woltomierz typ V640

SEM=3 V

R

d

[kΩ]

0 100 200 300 400 500 600 800 1000 1500

f=1kHz

|Z

we1

|=350µΩ

U

m

[V] 3

3

2,92 2,87 2,80 2,70 2,60 2,42 2,15

1,7

f=20kHz

|Z

we2

|=1,6mΩ

U

m

[V] 3 1,4 0,75 0,5 0,38 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10

Woltomierz typ DM 3052

SEM=3 V

R

d

[kΩ]

0

100

200

300

400

500

600

800

1000 1500

f=1kHz

|Z

we1

|=790µΩ

U

m

[V] 3,078 2,783 2,525 2,300 2,120 1,925 1,786 1,600 1,361 1,027

f=20kHz

|Z

we2

|=3,5mΩ

U

m

[V] 3,065 1,317 0,725 0,493 0,380 0,298 0,250 0,205 0,158 0,103

Obliczenia:

Woltomierz typ V640:

|

| √

√

√

|

| √

√

√

Woltomierz typ DM 3052:

|

| √

√

√

|

| √

√

√

Wykres dla woltomierza typu V640:

|

| |

|

| |

1,5

1,7

1,9

2,1

2,3

2,5

2,7

2,9

3,1

0,1

1

Um

[V]

Zwe/Rw[Ω]

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0,2

2

Um

[V]

Zwe/Rw[Ω]

Wykres dla woltomierza typu V640:

|

| |

|

| |

0,9

1,4

1,9

2,4

2,9

3,4

0,16

1,6

Um

[V]

Rw/Zwe[Ω]

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

1

10

Um

[Ω

]

Rw/Zwe[Ω]

4.WPŁYW KSZTAŁTU MIERZONEGO NAPIĘCIA NA DOKŁADNOŚĆ POMIARU

Pomiary:

Typ woltomierza

DM 3052

V640

Rodzaj przetwornika AC/DC

True RMS

m.cz

Napięcie sinusoidalne

Współcz. Kształtu k

k

=1,11

Współcz. szczytu k

a

=1,41

α[V]

2,13

2,09

U

śr

[V]

1,36

1,48

U

sk

[V]

1,51

1,33

U

szczyt

[V]

3,69

2,96

Napięcie trójkątne

Współcz. Kształtu k

k

=1,15

Współcz. szczytu k

a

=1,732

α[V]

1,76

1,62

U

śr

[V]

1,02

0,94

U

sk

[V]

0,88

0,81

U

szczyt

[V]

3,05

2,81

Napięcie prostokątne

Współcz. Kształtu k

k

=1

Współcz. szczytu k

a

=1

α[V]

2,98

3,21

U

śr

[V]

2,98

3,21

U

sk

[V]

2,98

3,21

U

szczyt

[V]

2,98

3,21

Obliczenia:

Sinusoidalne:

√

√

√

√

√ √

√ √

Trójkątne:

√

√

√

√

√ √

√ √

Prostokątne:

5.POMIARY NAPIĘCIA OKRESOWEGO METODAMI OSCYLOSKOPOWYMI

Pomiary:

a)Pomiar napięcia w.cz

Ux p-p=1[V]

f

Mhz

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

H

Dz

6

6

5,6

5,4

5,4

5,4

5,4

5,5

5,8

6

Um.cz

V

1,036 1,036 0,999 0,955 0,920 0,900 0,933 0,954 1,013 1,035

Uw.cz

V

1,036 1,036 0,999 0,955 0,920 0,900 0,933 0,954 1,013 1,035

b)Pomiary napięć odkształconych

Ux p-p=1[V]

Kształt napięcia

Sinusoidalne

Trójkątne

Prostokątne

H

Dz

5,8

5,8

5,6

Um.cz

V

1,006

0,829

1,404

Ux zm

V

2,845

2,344

3,971

Obliczenia:

√ √

√ √

√ √

5.2 Metoda przesunięcia pionowego(zastosowanie trybu pracy ADD oscyloskopu)

a)Pomiar napięcia w.cz.

Ux=2[V p-p]

f

MHz

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U=

V

0

0,254 0,277 0,301 0,325 0,374 0,325 0,258 0,234 0,203

Uxp-p

V

2

1,765 1,723 1,670 1,670 1,670 1,640 1,736 1,762 1,806

Ux sk

V

Obliczenia:

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

b)Pomiary napięć odkształconych

Ux=1[V p-p]

Kształt napięcia

Sinusoidalne

Trójkątne

Prostokątne

U=

V

0,276

0,325

0,295

Um.cz

V

0,276

0,325

0,295