2001/2002
1
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Techniki Informacyjno - Pomiarowej.
Grupa:
Data:
Nr ćwiczenia:
1.
2.
3.
4.
POMIARY REZYSTANCJI
I. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie wybranych metod stosowanych do pomiaru rezystancji oraz zasad
opracowania wyników pomiarów.
II. Zagadnienia
1. Zasada pomiaru rezystancji omomierzem cyfrowym.
2. Pomiar rezystancji metodą techniczną (tzw. pośrednią).
3. Pomiar rezystancji mostkiem Wheatstone’a.
4. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.
5. Pomiar rezystancji mostkiem Thomsona.
III. Program ćwiczenia
Zanotować wybrane parametry techniczne przyrządów stosowanych w ćwiczeniu.
Zmierzyć wartość rezystancji wskazanej przez prowadzącego:
- omomierzem cyfrowym,
- metodą techniczną (wybierając układ pomiarowy, w którym błąd systematyczny osiąga najmniejszą wartość),
- mostkiem technicznym Wheatstone’a.
Za pomocą technicznego mostka Thomsona zmierzyć wartość rezystancji wskazanej przez prowadzącego.
Obliczyć błąd bezwzględny pomiaru oraz podać zaokrąglony wynik końcowy dla każdej z zastosowanych metod
pomiaru rezystancji.
IV. Przebieg ćwiczenia
R
x
rezystor sprawdzany
moc dopuszczalna prąd dopuszczalny
rezyst. znamionowa
P
max
=
I
max
=
R
n
=
1. Pomiar rezystancji omomierzem cyfrowym
I = const
R
V
000
x
Rys.1. Zasada pomiaru rezystancji realizowana w omomierzu cyfrowym
Ω
omomierz cyfrowy (multimetr cyfrowy)
typ
numer
Zakres pomiarowy:
R
n
=
Błąd podstawowy:
δ
an
=
δ
ndy
=
Zmierzona wartość rezystancji:
R
x
=
[
Ω
]
Błąd pomiaru rezystancji:
=
δ
x
R
[%]
=
∆
x
R
[
Ω
]
Zaokrąglony wynik końcowy:
=
∆
±
x
R
x
R
[
Ω
]
2. Pomiar rezystancji metodą pośrednią
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Techniki Informacyjno - Pomiarowej. Część I.
2
R
+
-
Zasilacz
220 V
50 H
U
A
V
x
W
Rys.2. Schemat układu do pomiaru rezystancji metodą pośrednią
V
woltomierz
typ
numer
A
amperomierz
typ
numer
Z
stabilizowane źródło zasilające
typ
numer
Wybrano zakresy pomiarowe:
woltomierza
U
n
=
====
V
R
amperomierza
I
n
=
====
A
R
Błąd systematyczny metody dla układu poprawnie
mierzonego napięcia:
Błąd systematyczny metody dla układu poprawnie
mierzonego prądu:
=
+
−
=
∆
V
x
2
x
s
R
R
R
=
=
∆
A
s
R
Wybrano układ poprawnie mierzonego ..............................
Zmierzono i obliczono:
U =
[V]
I =
[A]
Surowy wynik pomiaru
R
x
=
[
Ω
]
Poprawka:
=
∆
−
=
s
p
[
Ω
]
Błąd względny pomiaru:
[
]
=
δ
+
δ
±
=
δ
I
U
R
x
[%]
=
δ
U
[%]
=
δ
I
[%]
Błąd bezwzględny pomiaru
=
∆
x
R
[
Ω
]
Zaokrąglony wynik pomiaru:
=
∆
±
+
x
R
x
)
p
R
(
[
Ω
]
3. Pomiar rezystancji mostkiem technicznym Wheatstone’a
MTW
mostek techniczny Wheatstone’a
producent
typ
numer
zakresy pomiarowe
liczba działek
napięcie zasilania
błąd pomiaru rezystancji
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Techniki Informacyjno - Pomiarowej. Część I.
3
R
R
R
R
x
3
2
4
Rys.3. Zasada pomiaru rezystancji mostkiem Wheatstone’a
Zmierzona wartość rezystancji:
=
x
R
[
Ω
]
Błąd pomiaru rezystancji:
=
δ
x
R
[%]
=
∆
x
R
[
Ω
]
Zaokrąglony wynik końcowy:
=
∆
±
x
R
x
R
[
Ω
]
4. Pomiar rezystancji metodą porównawczą
U
U
R
R
I = const
w
x
1
2
w
1
2
2
x
R
U
U
I
U
R
=
=
Rys.4. Zasada pomiaru rezystancji metodą porównawczą
R
w
rezystor wzorcowy
producent
typ
numer
rezyst. znamionowa
R
n
=
moc dopuszczalna
prąd dopuszczalny
P
max
=
I
max
=
Pozostałe przyrządy pomiarowe jak w punkcie 2.
U
1
U
2
R
w
R
x
V
V
Ω
Ω
I = const.
≈
............... [ ]
Błąd pomiaru rezystancji:
]
[
2
1
U
U
R
R
w
x
δ
δ
δ
δ
+
+
=
[%]
=
δ
1
U
[%]
=
δ
2
U
[%]
=
δ
w
R
[%]
Błąd bezwzględny pomiaru rezystancji:
=
∆
x
R
[
Ω
]
Zaokrąglony wynik końcowy:
=
∆
±
x
R
x
R
[
Ω
]
5. Pomiar rezystancji mostkiem technicznym Thomsona
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Techniki Informacyjno - Pomiarowej. Część I.
4
R
x
rezystor sprawdzany
producent
typ
numer
rezyst. znamionowa
R
x
=
moc dopuszczalna
prąd max.
I
max
=
R
R
R
R
R
r
r
I = const
x
b
2
3
4
3
4
Rys.5. Zasada pomiaru rezystancji mostkiem Thomsona
MT
mostek techniczny Thomsona:
typ
numer
mnożniki
napięcie zasilania
zakres pomiarowy
błąd pomiaru rezystancji
Zmierzona wartość rezystancji:
=
x
R
[
Ω
]
Błąd pomiaru rezystancji:
=
δ
x
R
[%]
=
∆
x
R
[
Ω
]
Zaokrąglony wynik końcowy:
=
∆
±
x
R
x
R
[
Ω
]
V. Wnioski
VI. Pytania kontrolne
1. Omówić zasadę pomiaru rezystancji, którą wykorzystano w omomierzu cyfrowym.
2. Podać zasadę pozwalającą wybrać układ pomiarowy, który wprowadza mniejszy błąd systematyczny
w technicznej metodzie pomiaru rezystancji.
3. Omówić zasadę pomiaru rezystancji mostkiem Wheatstone’a.
4. Dlaczego mostkiem Wheatstone’a nie można zmierzyć bardzo małej rezystancji np. 20 m
Ω
?
5. Od czego zależy czułość mostka Wheatstone’a?
6. Co wpływa na wartość błędu pomiaru rezystancji za pomocą laboratoryjnego mostka Whaetstone’a
(Thomsona)?
7. Co wpływa na błąd pomiaru pomiaru rezystancji metodą porównawczą?
Literatura
[1] Dyszyński J.: Metrologia elektryczna i elektroniczna - Laboratorium cz. I, Oficyna wydawnicza Politechniki
Rzeszowskiej, Rzeszów, 1998
[2] Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: Metrologia elektryczna, WNT, Warszawa, 1996.