background image

 

str. 1 

 

Politechnika Rzeszowska 

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych 

Grupa 

 

1……………..................... 

kierownik

 

2......................................... 

 

3......................................... 

 

4.........................................

 

Data  

 

Laboratorium Metrologii I 

POMIARY IMPEDANCJI 

Nr ćwicz.

 

Ocena 

 

I .  

Cel ćw iczenia 

 

Celem ćwiczenia jest poznanie wybranych metod pomiaru właściwości rezystorów, 

kondensatorów i cewek. 

 

I I .   Za ga dni e ni a  

1.  Pomiar rezystancji w układzie stałoprądowym i zmiennoprądowym. 

2.  Pomiar rezystancji metodą podstawienia. 

3.  Metoda techniczna pomiaru impedancji. 

4.  Metoda pośredniego pomiaru indukcyjności i jej dobroci. 

5.  Pomiar mostkiem stałoprądowym i zmiennoprądowym. 

6.  Analiza niepewnosci pomiaru rezystancji, modułu impedancji, indukcyjności i dobroci. 

 

I I I .  

Program ćw iczenia 

1. 

Zmierzyć charakterystyczne właściwości indukcyjnościowego przetwornika przesunięcia:  

a. rezystancję - metodą techniczną stałoprądową  
b. moduł impedancji - metodą techniczną zmiennoprądową,  

c. rezystancję, indukcyjność i dobroć- zmierzyć miernikiem RLC 

2. 

obliczyć: indukcyjność L i dobroć - Q,  

3. 

obliczyć niepewności metodą typu B zmierzonych wartości: u

B

(U), u

B

(I), u

B

(f) 

4. 

obliczyć niepewności złożone: u

c

(R), u

c

(Z), u

c

(L), u

c

(Q) 

 
IV. Przebieg ćw iczenia  

1. 

POMIAR 

WŁAŚCIWOŚCI 

INDUKCYJNOŚCIOWEGO 

PRZETWORNIKA 

PRZESUNIĘCIA  

1.1 Pomiary metodą techniczną rezystancji i modułu impedancji: 
 

 

 

 
G lub Z 

background image

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych 

Laboratorium Metrologii 

 

str. 2 

Dane techniczne przyrządów : 

 

przetwornik 

 

typ 

parametry znamionowe 

dopuszczalne 

[



[  mH ] 

napięcie zasilania 

 [ V ] 

Indukcyjnościowy 

czujnik przemieszczenia 

MDKg-C-3 

20 

3 - 8 

typ 

woltomierz napięcia stałego (=) 

woltomierz napięcia przemiennego (~) 

zakres 

dokładność 

zakres 

dokładność 

MXD-

4660 

200mV – 200V 

dm

=±0,05%, 

da

=±3cyfr 

   200mV – 200V 

dm

=±0,8%, 

da

=±10cyfr 

typ 

amperomierz prądu stałego (=) 

amperomierz prądu przemiennego (~) 

zakres 

dokładność 

zakres 

dokładność 

MXD-

4660 

2mA – 200mA 

dm

=±0,5%, 

da

=±3cyfr 

2mA – 200mA 

dm

=±1,5%, 

da

=±10cyfr 

generator 

zakres 

częstotliwości 

dokładność 

często. 

zakres napięcia 

Współczynnik THD 

typ: G 432  1Hz-1,1MHz 

dm

=±5% 

(0 – 10)V 

1% 

zasilacz Z  

typ:DF-
1502 

zakres napięcia 

stabilność napięciowa 

zakres prądu 

(0 – 20)V 

2x10

-4

 

(0 – 5)A 

f=120Hz, 1kHz  -  

f

=±0,01% 

zakres pomiaru 

błąd pomiaru 

typ 

ESCORT 

ELC-

3131D  

rezystancja 

100

 

100

3

5

,

0

]

100

)[%

(

x

n

R

R

R

 

indukcyjność 

10mH 

100

5

10000

0

,

1

]

10

)[%

(

x

x

n

L

L

mH

L

L

 

dobroć 

0 - 1000 

± 1z 

1.1.1 Wyniki pomiarów i obliczeń: 
Impedancję i rezystancję mierzono w układzie poprawnie mierzonego - ....................... 

[Hz] 

u

B

(f) 

[



] 

 

[



] 

u

B

(U)  

[



] 

[



] 

u

B

(I) 

[



] 

[



] 

u

c

(Z) 

[



] 

[



] 

u

c

(Q)  

[



] 

 

 

 

 

 

 

120 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

str. 3 

 
Przykłady obliczeń: 

UWAGA: 
Obliczenia przeprowadzono przy założeniach: 

 

wartości wyników pomiaru nie są skorelowane 

 

rozkłady gęstości prawdopodobieństwa wskazań przyrządów są równomierne 

 

błąd addytywny 

da

 jest podany w ziarnach [z]  

 
Obliczenie wartości rezystancji przetwornika przesunięcia 
dla f=0 Hz (układ dołączony jest do zasilacza napięcia stałego Z) 

I

U

R

 

Dokładność pomiaru rezystancji metodą pośrednią szacuje się obliczając niepewność standardową 
złożoną na podstawie obliczonej niepewności standardowej metodą typu B dla pomiaru napięcia i 
prądu. 

Obliczenie metodą typu B standardowej niepewności pomiaru napięcia: 

 

 





]

[

]

[

]

[

100

3

1

z

U

V

U

z

U

U

u

da

dm

B

       

 

Obliczenie metodą typu B standardowej niepewności pomiaru prądu: 

 

 





]

[

]

[

]

[

100

3

1

z

I

A

I

z

I

I

u

da

dm

B

 

 

Obliczenie standardowej niepewności złożonej pomiaru rezystancji: 

 

R

I

I

u

U

U

u

R

u

B

B

c

2

2

)

(

)

(

)

(

 

 

Wynik pomiaru rezystancji cewki przetwornika przesunięcia: R

 

Obliczenie wartości modułu impedancji przetwornika przesunięcia 
dla f > 0 Hz (układ dołączony jest do generatora napięcia sinusoidalnego G) 

I

U

Z

 

Dokładność pomiaru impedancjii metodą pośrednią szacuje się obliczając niepewność standardową 
złożoną na podstawie obliczonej niepewności standardowej metodą typu B dla pomiaru napięcia i 
prądu. 

 

 









]

[

]

[

]

[

100

3

1

]

[

]

[

]

[

100

3

1

z

I

A

I

z

I

I

u

z

U

V

U

z

U

U

u

da

dm

B

ga

dm

B

 

 

background image

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych 

Laboratorium Metrologii 

 

str. 4 

Z

I

I

u

U

U

u

Z

u

B

B

c

2

2

)

(

)

(

)

(

 

Wynik pomiaru modułu impedancji cewki przetwornika przesunięcia: Z

 

=  

 
 
Obliczenie wartości indukcyjności przetwornika przesunięcia 

2

2

2

1

R

Z

f

L

 

 





]

[

]

[

]

[

100

3

1

z

f

Hz

f

z

f

f

u

da

dm

B

 













L

R

R

u

R

Z

R

Z

Z

u

R

Z

Z

f

f

u

L

u

c

c

B

c

2

2

2

2

2

2

2

2

2

)

(

)

(

)

(

)

(

 

Wynik z pośredniego pomiaru indukcyjności cewki przetwornika przesunięcia: L

 

(120Hz)=  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L(1000Hz)= 

Obliczenie wartosci dobroci cewki Q przetwornika przesunięcia 

R

L

Q

L

 





Q

R

R

u

L

L

u

f

f

u

Q

u

B

B

B

c

2

2

2

)

(

)

(

)

(

)

(

 

Wynik pomiaru dobroci cewki przetwornika przesunięcia: Q

L

(120Hz)= 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

L

(1000Hz)= 

1.2  Pomiary miernikiem RLC 

1.2.1 Wyniki pomiarów i obliczeń: 
 

f  

[Hz] 

[

mH

u

B

(L) 

[

mH



[



u

B

(R 

 [



u

B

(Q) 

 

120 

 

 

 

 

 

 

1000 

 

 

 

 

 

 

Przykłady obliczeń: 
W instrukcji obsługi przyrządu jest podany wzór na obliczenie wartości granicznej jego błędu 
pomiaru. Zakładając, że obowiązują tu założenia z rozdziału 1.1.1 można obliczenia niepewności 
pomiaru metoda typu B wykonać według następujacych wzorów: 





100

100

5

10000

0

,

1

3

1

]

10

)[

(

L

L

L

mH

L

L

u

x

x

n

B

 

L

x

, Q

x

, R

x

, - wyświetlona wartość zmierzonej wielkości, odczytana jako liczba całkowita N  (bez 

przecinka)   

 

background image

 

str. 5 

Wynik pomiaru indukcyjności cewki przetwornika przesunięcia: L= 





100

100

3

5

,

0

3

1

]

100

)[

(

R

R

R

R

u

x

n

B

 

Wynik pomiaru rezystancji cewki przetwornika przesunięcia: R= 

]

[

]

[

3

1

)

(

z

Q

Q

Q

u

B

 

Wynik pomiaru dobroci cewki przetwornika przesunięcia: Q(120Hz)= 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Q(1000Hz)= 

2.  Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń 

metoda 

Q[



u

c

(Q) 

L[        ] 

u

c

(L) 

techn, f=120Hz 

 

 

 

 

techn, f=1000Hz 

 

 

 

 

miernik RLC 

f=120Hz 

 

 

 

 

miernik RLC 

f=1000Hz 

 

 

 

 

Porównaj  wyniki  pomiarów  i  obliczeń  uzyskane  metodą  techniczną  oraz  miernikiem  RLC 
uwzględniając niepewność pomiaru i zapisz we wnioskach. 

V .   W n i o s k i  

 

 

V I .   P yt a n i a   k o n t r o l n e  

1.  Narysuj schemat do pomiaru impedancji metodą techniczną. 

2.  W jaki sposób wybiera się rodzaj, metody technicznej pomiaru rezystancji, zapewniający 

najmniejszy błąd systematyczny metody? 

3.  Co wpływa na wartość niepewności standardowej złożonej pomiaru indukcyjności metodą 

pośrednią? 

4.  Omów pomiar indukcyjności mostkiem Maxwella Wiena? 

 

L i t e r a t u r a :  

1.  Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M.: Podstawy metrologii elektrycznej. WNT, Warszawa, 

1984 r. 

2.  Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: Metrologia elektryczna, Warszawa: WNT, 1996 r. 

3.  Parchański J.: Miernictwo elektryczne i elektroniczne - Warszawa: WSiP, 1997 r. 

4.  Rylski A.: Metrologia II prąd zmienny, Rzeszów: OWPRz, 2006 r.