LABORATORIUM ELEKTROTECHIKI I ELKTRONIKI

SPRAWOZDANIE

ĆWICZENIE 1

„Posługiwanie się miernikami elektrycznymi ”

Lewandowski Mateusz

MiBM semestr 6 grupa A

Rok akademicki 2011/12

1. Wstęp teoretyczny:

Pomiar jest doświadczeniem fizycznym. Ograniczona dokładność narzędzi pomiarowych, zmienność warunków, w których odbywa się doświadczenie, niedostateczna znajomość wszystkich okoliczności związanych z badanym zjawiskiem wywołują zniekształcenie wyników.

Wartość otrzymana z wyniku pomiaru różni się od wartości rzeczywistej wielkości mierzonej. Różnica między tymi wielkościami jest zwana błędem lub uchybem pomiaru, jest miarą niedokładności pomiaru. Różnica między wartością W₀ otrzymaną z pomiaru, a wartością rzeczywistą W_r mierzonej wielkości nazywamy błędem bezwzględnym pomiaru.

Dla oceny jakości pomiaru bardziej odpowiednie jest pojęcie błędu względnego pomiaru - jest to wyrażony w procentach stosunek błędu bezwzględnego do wartości rzeczywistej.

Dokładność przyrządu pomiarowego określa się za pomocą błędu charakterystycznego miernika (klasa niedokładności), który jest wyrażonym w procentach stosunkiem największego błędu bezwzględnego jaki stwierdzono podczas skalowania miernika, do końcowej wartości W_max zakresu pomiarowego przyrządu.

Klasy dokładności określone przez /PN/E-06501/ są następujące:

0,1 0,2 0,5 1 1,5 2,5 5

kl. 0,1; 0,2 - przyrządy wzorcowe

kl. 0,5 - przyrządy laboratoryjne

kl. 1; 1,5 - przyrządy do pomiarów przemysłowych

kl. 2,5; 5 - przyrządy orientacyjne (wskaźnikowe)

Błąd względny pomiaru wywołany przez błąd miernika wyraża się wzorem:

Z powyższego wzoru wynika wniosek, że wykonując pomiary należy tak dobierać zakresy przyrządów, aby mierzyły one wartości zbliżone do ich zakresu pomiarowego, gdyż w takich warunkach pomiar obarczony jest najmniejszym błędem.

Błędy występujące w pomiarach wielkości fizycznych dzielimy ze względu na ich istotę, na błędy systematyczne, przypadkowe i błędy grube.

Błędy systematyczne są to takie błędy, których pochodzenie jest znane mierzącemu. Błędy te mogą mieć wartość stałą lub też zmieniającą się wg określonego prawa. Obecność błędów systematycznych może być wykryta doświadczalnie. Wpływ błędów systematycznych na wynik pomiaru daje się wyeliminować przez specjalne podejście do pomiarów, lub też przez określenie wartości błędu za pomocą doświadczenia i uwzględnienia tych wartości w trakcie matematycznego opracowania wyników.

Błędy przypadkowe są to błędy, których pochodzenie i wartość nie są znane mierzącemu. Obecność błędów przypadkowych dostrzega się otrzymując przy wielokrotnym powtórzeniu pomiaru odczytu różniące się między sobą ostatnimi znaczącymi liczbami. Błędy przypadkowe nieokreślone co do wartości, nie mogą być wyeliminowane na drodze doświadczalnej. Posługując się teorią prawdopodobieństwa i metodami statystyki matematycznej można określić wpływ tych błędów na wynik pomiaru.

Błędy grube, czyli omyłki, są to bardzo duże błędy, zniekształcające w sposób rażący wynik pomiaru. Omyłki spowodowane są zwykle przez nieuwagę, niedbalstwo lub nieumiejętność obserwatora. Przy matematycznym opracowaniu wyników pomiaru należy odrzucić odczyty obarczone błędami grubymi.

Amperomierz, przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego. Działanie amperomierza opiera się na pomiarach efektów elektromagnetycznych, cieplnych itp., wywołanych przepływającym prądem. Włącza się go szeregowo do obwodu elektrycznego, w związku z czym istotną cechą jest jego niewielka oporność wewnętrzna, nie wpływająca na wartość mierzonego prądu. Amperomierze klasyfikuje się ze względu na: rodzaj mierzonego prądu (amperomierze prądu stałego i przemiennego - te ostatnie mierzą wartość skuteczną, rzadziej średnią), wartość mierzonego prądu (mikro-, miliamperomierze lub kiloamperomierze - duży zakres pomiaru uzyskuje się przez zastosowanie boczników lub przekładników prądowych w przypadku prądu zmiennego), konstrukcję (np. magnetoelektryczny, elektromagnetyczny, cieplny), rodzaj wskazań (analogowy, cyfrowy).

Woltomierz, miernik elektryczny służący do pomiaru napięcia, włączany równolegle do obwodu elektrycznego. Zbudowany jest z odpowiednio wyskalowanego mikroamperomierza i dużego opornika elektrycznego. Pomiar odbywa się poprzez wyznaczenie natężenia prądu płynącego przez woltomierz, który charakteryzuje się znaczną opornością wewnętrzną. W zależności od zastosowania rozróżnia się woltomierze prądu zmiennego i woltomierze prądu stałego.

Watomierz jest przyrządem przeznaczonym do pomiaru mocy czynnej. Watomierze budowane są jako mierniki: Ma on dwie cewki: nieruchomą cewkę prądową, o małej rezystancji oraz ruchomą cewkę napięciową, o dużej rezystancji. Cewkę prądową włącza się do układu poprzez zaciski prądowe, szeregowo z obciążeniem. Cewkę napięciową - poprzez zaciski napięciowe, równolegle z obciążeniem. Odchylenie wskazówki miernika jest proporcjonalne do wartości średniej iloczynu natężenia prądu w cewce prądowej i napięciowej, iloczyn ten jest proporcjonalny do prądu w cewce prądowej, napięcia na cewce napięciowej i cos φ

2. Wyniki:

1. Amperomierz

	∆		Ar	δ
		[A]		[A]	[%]
A1	0,465 x 0,75	0,348	0,346	100,5
A2	0,23 x 1,5	0,345			99,7
A3	0,115 x 3	0,345			99,7

2. Woltomierz

	I		Ir	Δ
		[V]		[V]	[%]
I1	25,3 x 30	759	751,8	100,9
I2	10 x 75	750			99,8
I3	5 x 150	750			99,8
I4	2,5 x 300	750			99,8
I5	1 x 700	750			99,8

3. Watomierz

		P	Pr	Δ
				[W]	[W]	[%]
P1	0,25x30= 7,5W	37,5x7,5/60= 4,687W	4,573	102,5
P2	0,5x30= 15W	18,5x15/60= 4,625W			100,1
P3	0,25x60= 15W	18x15/60= 4,5W			98,4
P4	0,5x60= 30W	9x30/60= 4,5W			98,4
P5	0,25x120= 30W	9,25x30/60= 4,625W			100,1
P6	0,25x120= 60W	4,5x1= 4,5W			98,4

3. Wnioski

Aby obliczyć prawidłową wartość trzeba otrzymany wynik pomnożyć przez zakres i podzielić przez liczbę działek z której korzystaliśmy podczas odczytywania wyników.

Mierniki podłączamy tymi samymi biegunami do siebie(plus do plusa a minus do minusa)

Amperomierz podłączamy szeregowo, woltomierz równolegle a watomierz jest połączeniem amperomierza z woltomierzem.

---