background image

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 

Generator cyfrowy 

DF 1410DDS 

NDN 

Multimetr cyfrowy 

DM 3052 

RIGOL 

Multimetr analogowy 

V640 

MERA TRONIK  

Oscyloskop analogowy 

EAS-200S 

ESCORT 

Generator RC 

PO-23 

KABID 

Zasilacz 

ZT-980-2 

UNITRA 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

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

 

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

 

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 

background image

Obliczenia 

multimetr analogowy: 

 

 

 

 

 

            

   

   

    

 

   

   

               

 

 

  

 

   

 

 

 

√ 

 

     

√ 

         

 

  

 

 

 

  

 

 

 

  

 

      

    

               

 

  

 

 

 

  

 

 

 

  

 

      

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

  

 

      

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

  

 

      

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

  

 

      

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

  

 

      

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

  

 

      

     

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

  

 

      

     

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

  

 

      

     

              

 

   

 

 

 

  

 

 

 

   

 

      

     

              

 

 

background image

Multimetr cyfrowy: 

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

 

 

   

 

 

 

   

   

   

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                            

 

background image

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

  

 

 

 

 

  

√ 

 

       

√ 

          

 

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

  

 

        

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

  

 

       

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

  

 

       

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

  

 

       

    

              

background image

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

  

 

       

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

  

 

       

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

  

 

       

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

  

 

       

    

              

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

  

 

       

    

              

 

   

 

 

 

  

 

 

  

 

  

 

       

    

              

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] 

background image

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] 

background image

 

Pomiary: 

 

Woltomierz typ DM 3052 

Woltomierz typ V640 

 

Zakres napięcia U

z

=2,5V 

Zakres napięcia U

z

=5V 

U

v

 

Wynik 

U

v

 

Wynik 

kHz 

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: 

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

 

   

          

   

   

      

                           

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                           

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

   

   

          

   

   

      

                           

background image

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

 

   

          

   

   

      

                         

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

 

   

          

   

   

      

                         

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

 

   

          

   

   

      

                         

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

 

   

          

   

   

      

                         

 

 

 

  

 

 

 

   

   

  

 

 

 

   

   

    

 

 

   

          

   

   

      

                         

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

  

√ 

 

      

√ 

         

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

  

√ 

 

      

√ 

         

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

  

√ 

 

      

√ 

         

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

  

√ 

 

      

√ 

         

 

3.WPŁYW IMPEDANCJI WEWNĘTRZNEJ ŹRÓDŁA MIERZONEGO NAPIĘCIA 

 

background image

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 

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] 

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: 

   

|   √ 

 

   

 

 

  √      

   

           

  

  √         

  

           

   

|   √ 

 

   

 

 

  √      

   

            

  

  √          

  

          

background image

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] 

background image

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] 

background image

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: 

 

  

 

 

√ 

 

    

√ 

        

 

  

 

 

√ 

 

    

√ 

        

 

  

                                   

 

  

                                   

background image

 

       

      √           √          

 

       

      √           √          

Trójkątne: 

 

  

 

 

√ 

 

    

√ 

        

 

  

 

 

√ 

 

    

√ 

        

 

  

                               

 

  

                               

 

       

      √           √          

 

       

      √           √          

Prostokątne: 

     

  

   

  

   

      

        

     

  

   

  

   

      

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

5.POMIARY NAPIĘCIA OKRESOWEGO METODAMI OSCYLOSKOPOWYMI 

 

background image

Pomiary: 

a)Pomiar napięcia w.cz 

Ux p-p=1[V] 

Mhz 

10 

Dz 

5,6 

5,4 

5,4 

5,4 

5,4 

5,5 

5,8 

Um.cz 

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

Uw.cz 

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 

Dz 

5,8 

5,8 

5,6 

Um.cz 

1,006 

0,829 

1,404 

Ux zm 

2,845 

2,344 

3,971 

 

Obliczenia: 

 

     

   

     

   √             √           

 

     

   

     

   √             √           

 

     

   

     

   √             √           

5.2 Metoda przesunięcia pionowego(zastosowanie trybu pracy ADD oscyloskopu) 

 

background image

 

a)Pomiar napięcia w.cz. 

Ux=2[V p-p] 

MHz 

10 

U= 

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

Uxp-p 

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

Ux sk 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obliczenia: 

 

 

     

 

 

     

 √ 

 

 

 √ 

        

 

     

 

 

     

 √ 

 

     

 √ 

        

 

     

 

 

     

 √ 

 

     

 √ 

        

 

     

 

 

     

 √ 

 

     

 √ 

        

 

     

 

 

     

 √ 

 

     

 √ 

        

 

     

 

 

     

 √ 

 

     

 √ 

        

 

     

 

 

     

 √ 

 

     

 √ 

        

 

      

 

 

      

 √ 

 

     

 √ 

       

 

 

background image

b)Pomiary napięć odkształconych 

Ux=1[V p-p] 

Kształt napięcia 

Sinusoidalne 

Trójkątne 

Prostokątne 

U= 

0,276 

0,325 

0,295 

Um.cz 

0,276 

0,325 

0,295