POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA |
||
LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ |
||
Numer ćwiczenia:
10 |
Temat ćwiczenia: Mostek Wheatstone'a.
|
Zespół:
|
Data wykonania: 1998 |
Data oddania do sprawdzenia: |
Ocena: |
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wyrobienie umiejętności mierzenia rezystancji laboratoryjnym mostkiem Wheatstone'a oraz poznanie przesłanek warunkujących odpowiedni dobór elementów mostka .
Mostek Wheatstone'a stosowany jest do pomiaru rezystancji prądem stałym . Jego zakres pomiarowy zawarty jest w granicach od ok. 1 do 107 , przy czym dolna granica jest uwarunkowana głównie wpływem rezystancji przewodów łączących i styków , natomiast granica górna - głównie wpływem rezystancji izolacji elementów mostka . Uchyb pomiaru mostkiem Wheatstone'a w wykonaniu laboratoryjnym jest rzędu ok. 0.02 do 0.1% .
2.Spis przyrządów.
Galwanometr szt.1.
Tranzystor stabilizowany typ 204 szt.1.
Dzielnik napięcia typ DNa-18 szt.1.
Mostek Wheatstone'a - MWH 91 szt.1.
Woltomierz TLEM-2 zakres 1,5÷3÷7,5 klasa 0,5 szt.1.
Opornik dekadowy szt.1.
3. Schemat do badania mostka.
4.Tabele pomiarowe.
R1/R2 |
Rx |
Rp |
ΔRx lub Rp |
α |
Δ°RN |
Δ°cz=Δ°RN/RN =Δ°Rx/Rx |
|
Ω |
Ω |
Ω |
dz |
Ω |
% |
|
100 |
10099,5 |
10 |
2 |
0,5 |
0,005 |
|
100 |
1002,2 |
0,1 |
1 |
0,01 |
0,001 |
|
101 |
100 |
0,1 |
40 |
0,0025 |
0,0002 |
|
999,4 |
100 |
0,5 |
6 |
0,008 |
0,001 |
|
10007,0 |
100 |
4 |
3 |
1,33 |
0,0133 |
R1=R2=R |
Rp |
Rx |
ΔRp |
α |
Δ°RN |
Δ°cz=Δ°RN/RN =Δ°Rx/Rx |
Ω |
Ω |
Ω |
Ω |
dz |
Ω |
% |
10 |
501,24 |
500 |
0,5 |
34 |
0,015 |
0,0030 |
100 |
500,07 |
500 |
0,1 |
23 |
0,0043 |
0,00086 |
1000 |
500,03 |
500 |
0,1 |
35 |
0,0029 |
0,00058 |
10000 |
500,02 |
500 |
0,1 |
46 |
0,0021 |
0,00042 |
5.Wzory i przykładowe obliczenia.
błąd nieczułości.
6.Wykresy zależności
.
6.1.Wykres zależności
:
6.2.Wykres zależności
:
7. Wnioski.
Mostek Wheatstone'a jest układem elektrycznym przeznaczonym do pomiarów rezystancji w zakresie 1...107 .
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;
Na podstawie wykresów odczytaliśmy, że błąd nieczułości ma najmniejszą wartość dla
R1=R2=10000Ω oraz R1/ R2=1 .
1
1