Sprawozdanie do ćwiczenia 1

Podstawowe mierniki i pomiary elektryczne

Zadanie 4.1 Wzorcowanie woltomierza.

Układ połączono wg rysunku 13 z instrukcji do ćwiczenia.

Badany jest uniwersalny miernik magnetoelektryczny CA5003 na zakresie 1V.

Woltomierzem wzorcowym jest w tym ćwiczeniu multimetr cyfrowy Agilent 34401A.

Wynik pomiarów przedstawia poniższa tabelka

Przykładowe obliczenia:

Klasa urządzenia

Wykres błędu względnego woltomierza

Z powyższego wykresu wynika, że najmniejszy błąd względny powstał przy końcu zakresu pomiarowego.

Zadanie 4.2

Wzorcowanie woltomierza po zmianie zakresu pomiarowego z 1 V do 4 V poprzez dołączenie posobnika.

Wiedząc, że rezystancja wewnętrzna woltomierza wynosi 20 kΩ wartość dołączonego do układu (z wcześniejszego ćwiczenia) posobnika wynosi 60 kΩ. Zostało to wyliczone z zależności

gdzie

Uv -zakres napięcia rozszerzonego

Ua -zakres napięcia podstawowego

Ra -rezystancja wewnętrzna woltomierza

Wynik pomiarów z dołączonym posobnikiem przedstawia poniższa tabela

Przykładowe obliczenia

Klasa woltomierza z rozszerzonym zakresem wynosi

Jak wynika z powyższych obliczeń, klasa urządzenia zgadza się z danymi producenta. Należy jednak zauważyć, że po zwiększeniu zakresu pomiarowego poprzez dołączenie posobnika klasa urządzenia zwiększyła się na tyle znacznie, że nie odpowiada już deklaracji producenta. Wobec tego należy liczyć się z większymi błędami w przypadku gdy korzystamy z urządzenia z samodzielnie zwiększonym zakresem pomiarowym. Należy również zauważyć, że najmniejszy błąd względny występuje w dolnym przedziale zakresu pomiarowego. Jednak nawet najmniejszy błąd był i tak całkiem duży. Większy niż średni błąd w urządzeniu o nierozszerzonym zakresie pomiarowym.

Zadanie 4.3 Pomiary prądu stałego amperomierzem cęgowym.

Układ został połączony wg schematu 16 z instrukcji do ćwiczeń.

Zmieniając napięcie na zasilaczu doprowadzono wskazania miernika cęgowego do wartości podanych w tabeli a następnie odczytano wartości rzeczywiste prądu z wyświetlacza multimetru Agilent.

Wyniki pomiarów przedstawia poniższa tabela

Przykładowe obliczenia

Posiadając powyższe obliczenia można wyznaczyć klasę urządzenia jn.

Zadanie 4.5 i 4.7.2

Pomiar rezystancji multimetrem cyfrowym ME-21 (zad 4.5) i z wykorzystaniem komputera (zad 4.7.2)

Tabela z wynikami ręcznymi pomiarów przedstawia się jn.

Z pomocą arkusza kalkulacyjnego wyznaczono następujące parametry

Wyniki pomiarów z użyciem komputera są identyczne więc nie widzę potrzeby kopiowania ich tutaj jeszcze raz. Wniosek z tego jest taki, że pomiar ręczny został przeprowadzony z niebywałą precyzją.

Zadanie 4.5 Pomiar mocy

Układ został połączony wg rys 17 z instrukcji do ćwiczenia.

Badana jest zależność między mocą wydzielaną na rezystorze R_L=100 Ω a częstotliwością f_wy układu zgodnie z zależnością

Wykres częstotliwości w funkcji mocy przedstawiony jest poniżej

Jak widać, zależność ta nie jest liniowa.

Zadanie 4.7.1

Pomiar energii elektrycznej.

Pomiar energii dla napięcia 2,0 V +/- 100 mV.

Zmierzona wartość napięcia 2,000 V

Zmierzona wartość prądu 25,5 mA

Czas pomiaru 60 s.

Zużyta energia

Wartość wyliczona przez komputer W_k=0,825 mWh

Błąd bezwzględny

Pomiar energii dla napięcia 4,0 V +/- 100 mV

Zmierzona wartość napięcia 4,000 V

Zmierzona wartość prądu 37,8 mA

Czas pomiaru 60 s

Zużyta energia

Wartość wyliczona przez komputer Wk=2,320 mWh

Błąd bezwzględny

Jak pokazują powyższe przykłady błąd bezwzględny jest zdecydowanie wyższy przy większych mocach.

Zadanie 4.7.3

Wzorcowanie zasilacza regulowanego

Tabla wzorcowania zasilacza

Złożenie wykresów obydwu serii:

Jak pokazują powyższe dane, obydwie serie pomiarów były bardzo do siebie zbliżone. Można też to zauważyć obserwując różnicę błędów bezwzględnych. W maksymalnym przypadku różnica w błędach wynosiła 80 mV.

Daniel Malec 7