POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA |
||
LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ |
||
Numer ćwiczenia:
6 |
Temat ćwiczenia: Mostek Wheatstone'a.
|
Zespół: Marcin Zuchowicz Marcin Pawlak Mariusz Nartowski |
Data wykonania: 24.11.1997 |
Data oddania do sprawdzenia: 31.11.1997 |
Ocena: |
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania i budową mostka Wheatstone'a, zbadanie ich własności oraz przeprowadzenie praktycznych pomiarów oporności z określeniem ich dokładności.
2. Schemat teoretyczny do pomiaru rezystancji.
3. Schemat i tabele pomiarowe do badania mostka.
a) U=5V
R1/R2 |
Rx |
RP |
Δ Rx lub RP |
α |
|
|
|
Ω |
Ω |
Ω |
dz |
Ω |
% |
0.01 |
100 |
10004 |
10 |
5 |
2 |
2 |
0.1 |
100 |
1002 |
1 |
4 |
0,25 |
0,25 |
1 |
100 |
100 |
0,1 |
1,5 |
0,067 |
0,067 |
10 |
100 |
10 |
1 |
3,5 |
0,29 |
0,29 |
100 |
100 |
1 |
10 |
5,5 |
1,82 |
1,82 |
R1=R2
|
RP |
Rx |
ΔRP
|
α |
Δ°RN |
|
Ω |
Ω |
Ω |
Ω |
dz |
Ω |
% |
10 |
500 |
500 |
1 |
1,5 |
0,67 |
0,134 |
100 |
500 |
500 |
1 |
2 |
0,5 |
0,1 |
1000 |
500 |
500 |
1 |
2,5 |
0,4 |
0,08 |
10000 |
500 |
500 |
1 |
3 |
0,33 |
0,066 |
b) U=2V
R1/R2 |
Rx |
RP |
Δ Rx lub RP |
α |
|
|
|
Ω |
Ω |
Ω |
dz |
Ω |
% |
0.01 |
100 |
10004 |
10 |
3 |
3,33 |
3,33 |
0.1 |
100 |
1002 |
1 |
1,5 |
0,67 |
0,67 |
1 |
100 |
100 |
1 |
5 |
0,2 |
0,2 |
10 |
100 |
10 |
1 |
2 |
0,5 |
0,5 |
100 |
100 |
1 |
10 |
2,5 |
4 |
4 |
R1=R2
|
RP |
Rx |
ΔRP
|
α |
Δ°RN |
|
Ω |
Ω |
Ω |
Ω |
dz |
Ω |
% |
10 |
500 |
500 |
10 |
11 |
0,91 |
0,182 |
100 |
500 |
500 |
10 |
12 |
0,83 |
0,166 |
1000 |
500 |
500 |
10 |
14 |
0,71 |
0,142 |
10000 |
500 |
500 |
10 |
16 |
0,63 |
0,126 |
4.Charakterystyki
Błąd! Nieprawidłowy obiekt osadzony.
5. Wnioski.
Mostek Wheatstone'a jest układem elektrycznym przeznaczonym do pomiarów rezystancji w zakresie 0,1...105 W.
RX=R2(R3/R4)
Wzór ten nazywamy warunkiem równowagi mostka jest słuszny, gdy galwanometr wskazuje
zerowe odchylenie. Stan taki nazywamy stanem równowagi.
Techniczne mostki Wheatstone'a zapewniają dużą dokładność, błąd pomiaru rezystancji takim mostkiem jest na ogół dużo mniejszy niż 1 % . Pomiary wykonywane mostkiem mogą być obarczone różnymi błędami wynikającymi z konstrukcji samego mostka. Do głównych, bezpośrednich przyczyn powstania błędów pomiarów zalicza się:
- niedokładność wykonania oporników mostka;
- rezystancję połączeń i zestyków w przełącznikach;
- wpływ czynników zewnętrznych;
- błąd nieczułości;
Z charakterystyki Lcz=f(R1/R2) wynika, że błąd czułości maleje wraz ze zbliżaniem się stosunku R1/R2 do 1 (początkowo maleje a po przekroczeniu R1/R2=1 zaczyna rosnąc ; charakterystyka jest niemal symetryczna).
Natomiast z charakterystyki Lcz=f(R) zauważamy, że błąd czułości zaczyna malec wraz ze zwiększaniem się R.
Na podstawie wykresów odczytaliśmy, że błąd nieczułości ma najmniejszą wartość dla
R1=R2=10000Ω oraz R1/ R2=1 .
W celu uniknięcia przeciążenia galwanometru zabezpiecza się go dzielnikiem napięcia (DN). Każdy pomiar mostkiem zaczynaliśmy od minimalnego napięcia wyjściowego z dzielnika (w miarę równoważenia mostka zwiększaliśmy napięcie wyjściowe).