PWSZ W TARNOWIE – LABORATORIUM METROLOGII

1.

POMIARY REZYSTANCJI – METODY TECHNICZNE I MOSTKOWE

Program ćwiczenia

1. Pomiary rezystancji omomierzem cyfrowym.

2. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.

a)

pomiar rezystancji w układzie z poprawnym pomiarem napięcia.

b) pomiar rezystancji w układzie z poprawnym pomiarem prądu.

3. Pomiary dużych rezystancji megaomomierzem induktorowym.

4. Pomiar mostkami technicznymi:

a)

Wheatstone’a

b) Thomsona

5. Wyznaczenie rezystywności drutu oporowego.

6. Pomiar rezystancji wewnętrznej źródła napięcia stałego (akumulator).

7. Wyznaczenie charakterystyki

U

f

R

elementu nieliniowego (żarówka).

8. Pomiar rezystancji wewnętrznej woltomierza.

Zakres wymaganych wiadomości

1. Schematy układów pomiarowych rezystancji i zależności w nich obowiązujące.

2. Zasada działania przyrządów stosowanych w pomiarach rezystancji

3. Błędy pomiarów – czynniki powodujące błędy, metodyka obliczania błędów, sposoby ich

zmniejszania lub eliminacji.

4. Podstawowe właściwości mostków stałoprądowych Wheatstone’a i Thomsona (warunek

równowagi, błędy: pochodzące od rezystorów wzorcowych, sił termoelektrycznych,

nieczułości, kwantowania).

5. Wskaźniki równowagi stosowane w mostkach stałoprądowych.

Literatura

1. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: Metrologia elektryczna. Warszawa, WNT 1976,

2000

2. Lebson S.: Podstawy miernictwa elektrycznego. Warszawa, WNT 1967
3. Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M., Szadkowski B.: Podstawy metrologii

elektrycznej. Warszawa, WNT 1984

4. Zatorski A., Rozkrut A.: Miernictwo elektryczne (materiały do ćwiczeń laboratoryjnych).

Kraków UWN-D 1999

PWSZ W TARNOWIE – LABORATORIUM METROLOGII

2.

POMIARY TEMPERATURY –CZUJNIKI I APARATURA

Program ćwiczenia

1. Pomiar temperatury termoelementem typu J (Fe-CuNi) i miliwoltomierzem; badanie

wpływu temperatury spoiny odniesienia.

2. Pomiar temperatury termoelementem typu J współpracującym z przemysłowym

miernikiem temperatury typu N12T.

3. Pomiar temperatury czujnikiem rezystancyjnym Pt100:

a. pomiar rezystancji czujnika omomierzem z wykorzystaniem 2 lub 4 przewodów,

b. pomiar temperatury przemysłowym miernikiem temperatury N12T z czujnikiem

dołączonym za pomocą 2 lub 3 przewodów.

4. Sprawdzenie funkcji przetwarzania zintegrowanego czujnika AD22100 firmy Analog

Devices

Zakres wymaganych wiadomości

1. Podstawowe właściwości termoelelementów, prawo trzeciego metalu, przewody

kompensacyjne.

2. Podstawowe

właściwości rezystorów termometrycznych (termistory, rezystory

metalowe).

3. Podstawowe układy pomiarowe z czujnikami do pomiaru temperatury.

4. Pomiar rezystancji z wykorzystaniem 2, 3 lub 4 przewodów.

Literatura

1. Michalski L., Eckersdorf K., Kucharski J.: Termometria. Łódź, Politechnika Łódzka 1998
2. Hagel R., Zakrzewski J.: Miernictwo dynamiczne. Warszawa, WNT 1984
3. Romer E.: Miernictwo przemysłowe. Warszawa, PWN 1970
4. Zatorski A: Metrologia elektryczna. Ćwiczenia laboratoryjne. Skrypt nr 13 AGH, Kraków

2002

5. Zatorski A., Rozkrut A.: Miernictwo elektryczne. Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych.

Skrypt AGH nr nr 1190/1990, 1334/1992, 1403/1994, 1585/1999

6. Polska norma PN-EN 60584-1, PN-IEC 584-1 grudzień 1997: Termoelementy –

Charakterystyki.

7. Polska norma PN-EN 60751+A2, PN-IEC 751+A1+A2 październik 1995: Czujniki

platynowe przemysłowych termometrów rezystancyjnych.

8. Nota katalogowa firmy Analog Devices czujnika AD22100

PWSZ W TARNOWIE – LABORATORIUM METROLOGII

3.

POMIARY IMPEDANCJI – METODY TECHNICZNE I MOSTKOWE

Program ćwiczenia

1. Pomiar parametrów R, L i C miernikiem cyfrowym L-C typu HM8018.

2. Pomiar pojemności kondensatora metodą techniczną.

3. Pomiar parametrów L i R dławika z wykorzystaniem watomierza, woltomierza i

amperomierza.

4. Pomiar parametrów L i R cewki metodą trzech woltomierzy lub trzech amperomierzy.

5. Pomiar parametrów L i R cewki metodą rezonansową.

6. Pomiar parametrów L i R cewki metodą techniczną dla dwóch częstotliwości.

7. Pomiar parametrów C i tg kondensatorów zestawianym mostkiem Wiena.

8. Pomiar parametrów R i L cewki zestawianym mostkiem Maxwella.

9. pomiar parametrów R i L cewki zestawianym mostkiem Maxwella-Wiena.

Zakres wymaganych wiadomości

1. Schematy układów pomiarowych (metody techniczne i mostkowe) i zależności w nich

obowiązujące

2. Błędy pomiarów – czynniki powodujące błędy, metodyka obliczania błędów, sposób ich

zmniejsza lub eliminacji

3. Właściwości metrologiczne przyrządów stosowanych w realizowanych układach

pomiarowych ( w tym wskaźniki równowagi mostków zmiennoprądowych)

4. Podstawowe właściwości czteroramiennych mostków zmiennoprądowych takie jak:

warunki równowagi, błędy, eliminacja wpływu zakłóceń i sprzężeń pasożytniczych

Literatura

1. Zatorski A., Rozkrut A.: „Miernictwo elektryczne”, Skrypt AGH Kraków nr 1585/1999
2. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: „ Metrologia elektryczna” , WNT,

Warszawa 1979

3. Jellonek A., Gąszczek J., Orzeszkowski Z., Rymaszewski R.,: „Podstawy metrologii

elektrycznej i elektronicznej”, PWN Warszawa 1980

4. Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M., Szadkowski B.: „ Podstawy metrologii

elektrycznej”, WNT Warszawa 1984

PWSZ W TARNOWIE – LABORATORIUM METROLOGII

4.

POMIARY TENSOMETRYCZNE – CZUJNIKI I APARATURA

Program ćwiczenia

1. Wyznaczenie stałej k tensometrów poprzez wyznaczenie odkształcenia

l

belki i pomiar

R

metodą zerową.

2. Pomiar nieznanej masy poprzez pomiar siły zginającej belkę i pomiar

R

.

3. Pomiar nieznanej masy metodą wychyłową poprzez skalowanie znaną masą.

Zakres wymaganych wiadomości

1. Zasada działania i właściwości tensometrów oraz źródła błędów w pomiarach

tensometrycznych.

2. Właściwości

metrologiczne

mostka

stałoprądowego

zrównoważonego

i

niezrównoważonego (dokładność, czułość, liniowość).

3. Analiza mechanicznych właściwości belki zginanej (związki odkształceń, naprężeń,

ugięcia z siłą poprzeczną, kształtem i materiałem belki).

Literatura

1. Szumielewicz B., Słomski B., Styburski W.: Pomiary elektroniczne w technice.

Warszawa,WNT 1982

2. Roliński Z.: Zarys elektrycznej tensometrii oporowej. Warszawa, WNT 1981
3. Styburski W.: Przetworniki tensometryczne. Warszawa, WNT 1976
4. Hagel R., Zakrzewski J.: Miernictwo dynamiczne. Warszawa, WNT 1984
5. Romer E.: Miernictwo przemysłowe. PWN 1970
6. Łapiński M., Włodarski W.: Miernictwo elektryczne wielkości nieelektrycznych.

Warszawa, WNT 1970

7. Zatorski A., Rozkrut A.: Miernictwo elektryczne. Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych.

Skrypt AGH nr nr 1190/1990, 1334/1992, 1403/1994, 1585/1999

8.

Zatorski A: Metrologia elektryczna. Ćwiczenia laboratoryjne. Skrypt nr 13 AGH, Kraków
2002

PWSZ W TARNOWIE – LABORATORIUM METROLOGII

5.

ZASTOSOWANIE POMIAROWE OSCYLOSKOPU

Program ćwiczenia

1. Pomiar okresu i częstotliwości przebiegów okresowych za pomocą oscyloskopu:

a)

pomiar metodą bezpośrednią

b) pomiar metodą porównawczą – krzywych Lissajous

9. Pomiar częstotliwości przebiegów okresowych za pomocą częstościomierza cyfrowego:

a)

sprawdzenie poprawności działania przelicznika – test

b) pomiar częstotliwości z automatycznym i ręcznym wyborem zakresu

3. Pomiar przesunięcia fazowego czwórników za pomocą oscyloskopu:

a)

pomiar metodą bezpośrednią

b) pomiar metodą elipsy

4. Wyznaczanie charakterystyk statycznych elementów elektronicznych za pomocą

oscyloskopu:

a)

dioda prostownicza

b) dioda Zenera

Zakres wymaganych wiadomości

1. Zasada działania i budowa oscyloskopu elektronicznego.

2. Zastosowanie oscyloskopu do pomiaru: czasu częstotliwości, fazy różnymi metodami

(wzory, schematy).

3. Wyznaczanie charakterystyk elementów elektronicznych (schematy i zależności).

4. Zasada działania cyfrowych przyrządów służących do pomiaru: częstotliwości, czasu

i fazy.

Literatura

1. Zatorski A., Rozkrut A.: „Miernictwo elektryczne”, Skrypt AGH Kraków nr 1585/1999
2. Rydzewski J.: „Pomiary oscyloskopowe”, WkiŁ, Warszawa 1994
3. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: „ Metrologia elektryczna” , WNT,

Warszawa 1979

4. Jellonek A., Gąszczek J., Orzeszkowski Z., Rymaszewski R.,: „Podstawy metrologii

elektrycznej i elektronicznej”, PWN Warszawa 1980

5. Sahner G.: „Wstęp do miernictwa cyfrowego”, WkiŁ, Warszawa 1982
6. Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M., Szadkowski B.: „ Podstawy metrologii

elektrycznej”, WNT Warszawa 1984

PWSZ W TARNOWIE – LABORATORIUM METROLOGII

6.

BADANIE WŁASNOŚCI DYNAMICZNYCH PRZETWORNIKÓW

POMIAROWYCH I KOREKCJA DYNAMICZNA

Program ćwiczenia

1. Badanie własności dynamicznych przetwornika I-go rzędu i korektora dynamicznego:

a)

dobór kondensatora w korektorze dla dolnoprzepustowego układu inercyjnego według

odpowiedzi czasowej na wymuszenie skokowe najszybszej wolnej od przeregulowania

b) wyznaczenie stałych czasowych: samego członu inercyjnego, członu inercyjnego

z korektorem, samego korektora.

c)

zdjęcie charakterystyk częstotliwościowych: samego członu inercyjnego, członu

inercyjnego z korektorem, samego korektora

2. Badanie własności dynamicznych przetwornika II-go rzędu:

a)

wyznaczenie stopnia tłumienia dolnoprzepustowego układu oscylacyjnego na podstawie

odpowiedzi czasowej na wymuszenie skokowe

b) wyznaczenie doświadczalnie dodatkowej rezystancji potrzebnej do uzyskania stopnia

tłumienia: z = 0.3, z = 0.5, z = 0.7, z = 1.0 na podstawie odpowiedzi na wymuszenie skokowe

c)

zdjęcie charakterystyk częstotliwościowych dolnoprzepustowego układu oscylacyjnego

dla stopnia tłumienia: z = 0.3, z = 0.7

Zakres wymaganych wiadomości

1. Pojęcie transmitancji operatorowej i widmowej (transmitancje obiektów inercyjnego I-go

rzędu, oscylacyjnego II-go rzędu)

2. Charakterystyki amplitudowo i fazowo-częstotliwościowe obiektów jak wyżej.

3. Wyznaczanie stałej czasowej, częstotliwości własnej i stopnia tłumienia na podstawie

odpowiedzi na skok jednostkowy oraz na podstawie charakterystyki amplitudowo-

częstotliwościowej

4. Zasada korekcji własności dynamicznych za pomocą korektorów szeregowych;

5. Zasada pomiaru przesunięcia fazowego za pomocą oscyloskopu

Literatura

1. Hagel R., Zakrzewski J.: „Miernictwo dynamiczne”, Warszawa WNT 1984..
2. Zatorski A., Rozkrut A.: „Miernictwo elektryczne”, Skrypt AGH Kraków nr 1585/1999
3. Kaczorek T.: „Teoria układów regulacji automatycznej”, WNT Warszawa1974.

PWSZ W TARNOWIE – LABORATORIUM METROLOGII

7.

BADANIE WŁASNOŚCI STATYCZNYCH I DYNAMICZNYCH

PRZETWORNIKÓW A/C I C/A

Program ćwiczenia

1. Obserwacja i badanie działania toru przetwarzania A/C — C/A zbudowanego w oparciu o

przetwornik A/C bezpośredniego porównania i przetwornik C/A z sumowaniem prądów:

a)

Obserwacja działania toru przetwarzania A/C i C/A w warunkach dynamicznych.

b) Wyznaczanie charakterystyk statycznych przetworników A/C i C/A. Wyznaczanie

błędów statycznych.

2. Obserwacja przebiegów w wybranych punktach i badanie działania kompensacyjnego

przetwornika A/C dla różnych wzorców i sterowań:

a)

Kompensacja wagowa ze sterowaniem ręcznym.

b) Kompensacja wagowa z taktowaniem generatorem wewnętrznym.

c)

Kompensacja równomierna ze sterowaniem ręcznym.

d) Kompensacja równomierna z taktowaniem generatorem wewnętrznym.

Zakres wymaganych wiadomości

1. Podstawowe pojęcia dotyczące przetwarzania A/C i C/A: dyskretyzacja w czasie

(twierdzenie o próbkowaniu), kwantyzacja, kodowanie (systemy liczbowe i stosowane

kody), metody i błędy przetwarzania A/C i C/A.

2. Podstawowe elementy układów cyfrowych: liczniki, rejestry, konwertery kodów,

komparatory, multipleksery i układy próbkowania z podtrzymaniem.

3. Budowa i zasada działania przetworników A/C i C/A: przetwornik A/C równoległy z

przetwarzaniem bezpośrednim (typu flash), przetwornik A/C kompensacyjny

równomierny i wagowy, przetwornik C/A z dzielnikami napięcia i z sumowaniem prądów

Literatura

1. Zatorski A., Rozkrut A.: „Miernictwo elektryczne”, Skrypt AGH Kraków nr 1585/1999
2. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: „ Metrologia elektryczna” , WNT, Wa-wa 1979
3. Sahner G.: „Wstęp do miernictwa cyfrowego”, WkiŁ, Warszawa 1982
4. Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M., Szadkowski B.: „ Podstawy metrologii

elektrycznej”, WNT Warszawa 1984

5. Kulka Z., Libura A., Nadachowski M.: „Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-

analogowe. WKiŁ Warszawa, 1987

6. Stabrowski M.: „Miernictwo Elektryczne – Cyfrowa Technika Pomiarowa”, OWPW

1994

PWSZ W TARNOWIE – LABORATORIUM METROLOGII

8.

BADANIE WŁASNOŚCI STATYCZNYCH I DYNAMICZNYCH

WOLTOMIERZY CYFROWYCH

Program ćwiczenia

1. Obserwacja przebiegów w wybranych punktach woltomierza cyfrowego działającego na

zasadzie podwójnego całkowania.

2. Badanie własności statycznych i dynamicznych woltomierza cyfrowego działającego na

zasadzie podwójnego całkowania

2.1. Wyznaczanie wartości maksymalnej błędu podstawowego woltomierza V628

2.2.Badanie odporności woltomierza V628 na wejściowe zakłócenia sinusoidalne

3. Szczególne zastosowanie cyfrowego multimetru:

3.1. Pomiary spadku napięcia na złączach P-N i relatywne pomiary napięcia.

3.2. Identyfikacja elementów na podstawie pomiarów zacisków „czarnej skrzynki”.

Zakres wymaganych wiadomości

1. Podstawowe pojęcia dotyczące przetwarzania A/C i C/A: dyskretyzacja w czasie

(twierdzenie o próbkowaniu), kwantyzacja, kodowanie (systemy liczbowe i stosowane

kody), metody i błędy przetwarzania A/C i C/A.

2. Podstawowe elementy układów cyfrowych: liczniki, rejestry, konwertery kodów,

komparatory, multipleksery i układy próbkowania z podtrzymaniem.

3. Zasada działania i budowa woltomierzy cyfrowych opartych o przetworniki napięcie-czas

( woltomierze impulsowo-czasowe, woltomierze całkujące)

4. Charakterystyki dynamiczne i statyczne oraz błędy woltomierzy cyfrowych

Literatura

1. Zatorski A., Rozkrut A.: „Miernictwo elektryczne”, Skrypt AGH Kraków nr 1585/1999
2. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: „ Metrologia elektryczna” , WNT,

Warszawa 1979

3. Jellonek A., Gąszczek J., Orzeszkowski Z., Rymaszewski R.,: „Podstawy metrologii

elektrycznej i elektronicznej”, PWN Warszawa 1980

4. Sahner G.: „Wstęp do miernictwa cyfrowego”, WkiŁ, Warszawa 1982
5. Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M., Szadkowski B.: „ Podstawy metrologii

elektrycznej”, WNT Warszawa 1984

6. Kulka Z., Libura A., Nadachowski M.: „Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-

analogowe”, WKiŁ Warszawa, 1987

7. Stabrowski M.: „Miernictwo Elektryczne – Cyfrowa Technika Pomiarowa”, OWPW

1994