Piotr Florczak
Elektrotechnika EE-DI-2(03)
Grupa L2
3.03.2014
Laboratorium Elektroniki
 PRZYRZ
DY POMIAROWE I PODSTAWY
MIERNICTWA
LABORATORIUM ELEKTRONICZNYM
1.Parametry techniczne użytych przyrządów.
ZASILACZ STABILIZOWANY TYP 5121
Zakresy napięć/prÄ…dów: 50mV ÷ 6V +5%, I = 2,5A Ä…10%
max
100mV ÷ 20V + 5% I = 0,5A Ä…10%
max
==========================================================
Multimetr cyfrowy AGILENT 34401A
Pomiar napięć stałych DC V: 100mV, 1V, 10V, 100V, 1000V
Pomiar prądów stałych DC A: 10mA, 100mA, 1A, 3A
Rezystancja: 100&!, 1k&!, 10k&!, 100k&!, 1M&!, 10M&!,
100M&!
Pomiar napięć zmiennych
TrueRMS AC V: 100mV, 3Hz  300kHz
1V  750V, 3Hz  300kHz
Pomiar prądów zmiennych:
TrueRMS AC A: 1A, 3Hz  5kHz
3A, 3Hz  5kHz
==============================================================
Oscyloskop AGILENT DSO3000
Odchylanie pionowe:
Zakres napięcia: 2mV/div  5V/div
Max. Napięcie wejściowe: 300V RMS
Zakres składowej stałej:
Ä…2mV/div ÷100mV/div
Ä…40V na zakresie 102mV/div ÷ 5V/div
DokÅ‚adność: 2mV/div ÷ 5mV/div Ä…4%
10mV/div ÷ 5V/div ÷3%
Rezystancja wejściowa: 1M&! ą1%
Pojemność wejściowa: 13pF
Odchylanie poziome:
Zakres: 2ns/div ÷ 50s/div
Dokładność podstawy czasu: 100ppm
1. Zabezpieczenia wykorzystywane w przyrządach pomiarowych to najczęściej bezpieczniki
topikowe.
2. Dane zostały zawarte w pkt. 1
3. Funkcje regulacyjne oscyloskopu analogowego i cyfrowego.
Oscyloskop cyfrowy AGILENT 54621A.
Autoscale  automatyczne dobieranie skali
Intensity  dostosowywanie kontrastu
Trigger  układ wyzwalający, obejmuje standardy USB, CAN, LIN, SPI, I2C
Horizontal  regulacja w zakresie odchylania poziomego (X)
Vertical  regulacja w zakresie odchylania pionowego (Y)
4. Rodzaje sygnałów uzyskiwane z generatora.
Zestaw pomiarowy METEX-9150
Generowane funkcje: sinus, prostokąt, trójkąt, sinus ukośny, piłokształtny, impulsowy,
prostokÄ…tny TTL
Zakres czÄ™stotliwoÅ›ci: 0,2Hz ÷ 2MHz
Zakres amplitudy: 2V ÷ 20V bez obciążenia
p-p p-p
11V ÷ 10V przy obciążeniu 50&!
p-p p-p
Składowa stała jest to wartość średnia (całookresowa) sygnału. W w/w generatorze jest ona
regulowana pokrętłem OFFSET w zakresie ą10VDC.
Czasem spotyka siÄ™ oznaczenie DC LEVEL
5. Uwarunkowania pomiaru rezystancji metodÄ… technicznÄ…
Układ poprawnie mierzonego napięcia
Schemat układu pomiarowego
Układ służy do pomiaru małych rezystancji.
Wartość rezystancji R obliczamy ze wzoru:
x
Błąd względny tej metody wynosi
Ze wzoru wynika, że błąd jest tym mniejszy, im mniejsza jest rezystancja mierzona w stosunku do
rezystancji woltomierza.
Układ poprawnie mierzonego prądu
Schemat układu pomiarowego
Układ służy do pomiaru dużych rezystancji.
Wartość rezystancji R obliczamy ze wzoru
x
Błąd względny metody wynosi
Błąd metody jest tym mniejszy, im większa jest rezystancja mierzona w stosunku do rezystancji
amperomierza
O wyborze metody decyduje tzw. rezystancja graniczna, którą obliczamy ze wzoru
gdzie: R  rezystancja amperomierza,
A
R  rezystancja woltomierza
V
Jeżeli R > R Ä…ð stosujemy ukÅ‚ad poprawnie mierzonego prÄ…du
x G
Jeżeli R < R Ä…ð stosujemy ukÅ‚ad poprawnie mierzonego napiÄ™cia. W przypadku gdy R = R , nie
x G x G
ma znaczenia, jakÄ… metodÄ™ zastosujemy.
Czteropunktowa metoda pomiaru rezystancji (Agilent 34401A)
W przyrzÄ…dach wykorzystujÄ…cych czteropunktowÄ… metodÄ™ pomiaru rezystancji (4W, ang. 4-Wire)
oddzielane sÄ… przewody doprowadzajÄ…ce prÄ…d do mierzonego obiektu (tzw. przewody prÄ…dowe) od
przewodów mierzących napięcie (tzw. przewody napięciowe)
Wartość zmierzona przez woltomierz jest dzielona przez znane natężenie prądu
generowane przez wewnętrzne z
ródło prądowe , a więc rezystancja, jaką wyświetli przyrząd,
będzie równa rezystancji, którą chcemy zmierzyć. Wyeliminowaliśmy w ten sposób wpływ
rezystancji przewodów doprowadzających. Należy jedynie pamiętać o tym, że punkt połączenia
przewodów prądowych i przewodów napięciowych powinien znajdować się jak najbliżej
mierzonego elementu.
8. Tolerancje i typoszeregi  E produkowanych rezystorów i kondensatorów.
Typoszeregi  E oraz tolerancje rezystorów i kondensatorów
Rezystory oferowane są z wartościami ze ściśle określonych znormalizowanych szeregów
wartości. Szeregi wartości oznaczane są literą E i liczbą wskazującą liczbę wartości na
dekadę (np. E24 oznacza że na jeden rząd przypadają 24 wartości).Liczba wartości
w szeregu odpowiada przy tym tolerancji wartości elementu: dla szeregu E3 jest to 50%, dla E6
 20%, dla E12  10%, dla E24  5% itd. Wartości dobrane są tak, aby przy założonej tolerancji
przedziały tolerancji nieznacznie zachodziły na siebie
9.Podstawowe rodzaje rezystorów stosowane w układach elektronicznych.
Rezystory węglowe, warstwowe
" warstwa węgla o danej wartości rezystancji naparowana na rurkę ceramiczną
" stosowanie nacięć spiralnych w warstwie węglowej w celu osiągnięcia właściwej wartości
rezystancji
Rezystory warstwowe metalowe
" warstwa metalu o danej wartości rezystancji naparowana na rurkę ceramiczną
" proces produkcji podobny do rezystorów węglowych
Precyzyjne rezystory drutowe
" drut o wysokiej rezystancji (nikrotal CrNi, kantal CrAlFe, lub konstantan CuNi) nawinięty na
korpus z ceramiki, szkła lub włókna sztucznego
" są izolowane plastikiem, silikonem, glazurą lub zamknięte w obudowie aluminiowej
Precyzyjne rezystory SMD
" przeznaczone do montażu powierzchniowego
Matryce rezystorowe  drabinki
" sÄ… produkowane w wersji grubo- i cienkowarstwowej
" ceramiczny korpus z nadrukowanymi rezystorami i wyprowadzeniami
10.Podstawowe rodzaje kondensatorów, parametry, materiały izolacyjne, ograniczenia w
zastosowaniach.
Rodzaj Dielektryk Elektrody Zalety Wady
kondensatora
Poliester Napylane, folia Duża wytrzymałość Względnie mała
Foliowy
(KT i MKT), metalowa napięciowa, pojemność
Polipropylen (KP,
MKP), Poliwęglan
(KC, MKC)
Ceramiczny Metaliczne Niewielkie Nieliniowa
Ceramiczny
(różne rodzaje) rozmiary, dowolna zależność
polaryzacja, niska parametrów od
upływność temperatury
pięciotlenek tantalu Tantalowe wysoka odporność Wymagają
Tantalowy
(Ta2O5) na warunki odpowiedniej
zewnętrzne, polaryzacji
niewielkie rozmiary
Tlenek metalu Aluminium, Względnie niska Przeznaczone do
Elektrolityczny
(Al2O3) elektrolit rezystancja i pracy przy małej
indukcyjność częstotliwości,
szeregowa WymagajÄ…
odpowiedniej
polaryzacji
11. Kondensatory elektrolityczne i tantalowe należy podłączać zgodnie z podaną na nich
polaryzacją, ponieważ w wyniku niewłaściwego podłączenia kondensator zostanie uszkodzony lub
może eksplodować. Na takich kondensatorach biegun ujemny jest zwykle zaznaczony paskiem.
13.Pomiary napięcia i prądu w bezpiecznym obszarze pracy.
a) Pomiary napięcia i prądu w bezpiecznym obszarze pracy rezystora
Bezpieczny prÄ…d H" 13mA
R= 1500&!
r ="U/"I
dyn
r (0,95-0,308)/(0,63*10^-3-0,204*10^-3)=1507,04&!
dyn=
Prąd na rezystorze jest elementem liniowym, na wykresie widać delikatne odchyły lecz są one
spowodowane niepewnością w pomiarach.
R=U/I
Wykres zależności rezystancji od prądu teoretycznie powinien wyjść jako linia prosta lecz w trakcie
pomiarów następowały zmiany zakresów pomiarowych a wraz z nimi zmiany niepewności
pomiarów rezystancji.
b) Pomiary napięcia i prądu w bezpiecznym obszarze pracy termistora.
Bezpieczny prÄ…dH"161mA
R=23k&!
Z wykresu można założyć że mamy do czynienia z termistorem NTC  o ujemnym
współczynniku temperatury (wzrost temperatury zmniejsza rezystancję termistora).
14.Zależność mocy wydzielającej się na elemencie od napięcia dla mierzonego rezystora i
termistora.
P=U*I
Tabela dla rezystora. Tabela dla termistora
Rezystancja w funkcji prÄ…du dla termistora.
Spoglądając na wykres termistor można uznać za element liniowy, pierwszy pomiar można
wziąć za duży błąd niepewności, ponieważ mamy do czynienia z termistorem typu NTC
więc jego rezystancja w niskich temperaturach jest bardzo wysoka.
15. Kody barwne rezystorów
Wartość rezystancji rezystora można określić na podstawie jego kodu paskowego. Jeśli
rezystor posiada 4 paski, wtedy pierwszy i drugi pasek stanowiÄ… cyfrÄ™ pierwszÄ… i drugÄ…,
trzeci pasek to mnożnik a czwarty tolerancja. W przypadku gdy rezystor posiada 5 pasków,
wówczas pierwszy pierwszy drugi i trzeci pasek to liczby, czwarty pasek to mnożnik a piąty
tolerancja. Jeśli na rezystorze jest 6, postępujemy tak samo jak dla 5 pasków z tym że ostatni
(szósty) pasek to temperaturowy współczynnik rezystancji
Rezystor 1:
Rezystancja zmierzona: 55,5k&!
Rezystancja na podstawie kodu paskowego 56k&! 1%
Rezystor 2:
Rezystancja zmierzona: 893&!
Rezystancja na podstawie kodu paskowego 910&! 5%
Rezystor 3:
Rezystancja zmierzona: 272k&!
Rezystancja na podstawie kodu paskowego 360k&! 1%
Reszty rezystorów nie dało się w 100% odczytać koloru pasków.
16. Z wykresu można założyć że mamy do czynienia z termistorem NTC  o ujemnym
współczynniku temperatury (wzrost temperatury zmniejsza rezystancję termistora).
17. Rezystory SMD są wykonywane w technologii grubowarstwowej. Na płytkę ceramiczną o
wysokiej zawartości alundu (Al O ) nanoszona jest warstwa rezystywna połączona z
2 3
cynowanymi wyprowadzeniami i zabezpieczona pokryciem ochronnym. Rezystory do montażu
powierzchniowego typu SMD charakteryzują się małymi wymiarami, dobrą stabilnością
parametrów elektrycznych, wysoką niezawodnością i dużą wytrzymałością mechaniczną.
Rezystory te znajdujÄ… zastosowanie w urzÄ…dzeniach telekomunikacyjnych, komputerach,
sprzęcie audio-video, urządzeniach medycznych.
18. Parametry czasowe sygnałów niesinusoidalnych można zmierzyć za pomocą oscyloskopu
lub częstościomierza.
19. Częstotliwość przebiegu sinusoidalnego lub niesinusoidalnego można zmierzyć poprzez:
- w przypadku oscyloskopu cyfrowego częstotliwość danego przebiegu jest zwykle podana
na ekranie.
- w przypadku pomiaru oscyloskopem analogowym, należy najpierw obliczyć okres
przebiegu mnożąc podstawę czasu przez liczbę działek , a następnie obliczyć odwrotność
okresu.
20. Z dwóch rezystorów nie udało się kompletnie odczytać kolorów wszystkich pasków.