P

OLITECHNIKA

Ś

WIĘTOKRZYSKA

W

K

IELCACH

W

YDZIAŁ

E

LEKTROTECHNIKI,

A

UTOMATYKI

I

I

NFORMATYKI

L

ABORATORIUM

M

ETROLOGII (I)

I

NSTRUKCJA

L

ABORATORYJNA

T

EMAT

Ć

WICZENIA:

POMIARY MAŁYCH REZYSTANCJI

ZA POMOCĄMOSTKA 6-RAMIENNEGO

LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ (I)
Pomiary małych rezystancji za pomocą mostka 6-ramiennego.

2

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania i budową mostka Thomsona,

zbadanie jego własności oraz przeprowadzenie pomiarów rezystancji wybranych obiektów
i określenie na podstawie otrzymanych wyników i wymiarów geometrycznych
rezystywności materiałów tych obiektów.

1. Wprowadzenie

Mostek sześcioramienny, zwany również mostkiem podwójnym, mostkiem

Thomsona lub mostkiem Kelwina, jest przeznaczony do pomiaru bardzo małych
rezystancji, mniejszych niż 1Ω. Tak małe wartości nie mieszczą się w zakresie
pomiarowym mostka czteroramiennego ze względu na duży błąd pomiaru spowodowany
wpływem rezystancji styków i przewodów łączących.

Wpływ rezystancji przewodów łączących można wyeliminować zestawiając układ

mostka sześcioramiennego jak na rys. 1 ( mostek Thomsona ).

Rys. 1. Mostek Thompsona

Rezystancję R’

2

i R’

4

powinny mieć odpowiednio duże wartości ( ≥ 10 Ω ), aby

można pominąć wpływ rezystancji doprowadzeń, a ponadto powinny być tak dobrane, aby
stale była spełniona zależność:

4

'

4

2

'

2

R

R

R

R

=

Zależność ta jest podstawowym warunkiem, umożliwiającym wyeliminowanie

wpływu rezystancji r na wynik pomiaru.

R

r

E

R

X

R

N

r

A

B

C

R

’

2

R

’

4

D

R

2

R

4

R

g

G

LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ (I)
Pomiary małych rezystancji za pomocą mostka 6-ramiennego.

3

Pomiary mostkiem Thomsona

1. Badanie właściwości mostka Thomsona typu MWT – 77a

a) Zapoznać się z instrukcją obsługi mostka

b) Połączyć układ pomiarowy według schematu przedstawionego na rys. 2

Rys. 2. Schemat pomiarowy mostka Thomsona

Rezystancję mierzoną można obliczyć ze wzoru:

p

N

X

R

R

R

R

⋅

=

R

r

A

G

DN

X

2

R

N

G

MWT – 77a

R

X

R

N

r

LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ (I)
Pomiary małych rezystancji za pomocą mostka 6-ramiennego.

4

c) Zbadać zależność błędu nieczułości mostka od doboru oporników
R

1

= R

2

przy R

N

= 0,1Ω; I = 0,25A. Wyniki pomiarów zanotować w tabeli:

Odchylenie galwanometru

w lewo

Odchylenie galwanometru w

prawo

Średnio

R

1

=R

2

=R R

p

R

x

∆R

p

α

α

p

p

R

R

∆

=

∆'

p

p

R

R

'

∆

∆Rp α

p

p

p

R

R

R

∆

−

=

∆'

p

p

R

R

'

∆

p

p

R

R

'

∆

[

Ω]

[

Ω] [Ω] [Ω] [dz]

[

Ω] [dz]

10

100

1000

10000

d) Zbadać zależność błędu nieczułości mostka od doboru opornika R

N

przy

R

1

= R

2

= 1000Ω i I = 0,25A. Wyniki pomiarów zanotować w tabeli:

Odchylenie galwanometru w

lewo

Odchylenie galwanometru w

prawo

Średnio

R

N

R

p

R

x

∆R

p

α

α

p

p

R

R

∆

=

∆'

p

p

R

R

'

∆

∆Rp

α

p

p

p

R

R

R

∆

−

=

∆'

p

p

R

R

'

∆

p

p

R

R

'

∆

[

Ω] [Ω] [Ω] [Ω] [dz]

[

Ω] [dz]

1

0,1

0,01

0,001

LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ (I)
Pomiary małych rezystancji za pomocą mostka 6-ramiennego.

5

e) Zbadać zależność błędu nieczułości mostka od prądu I płynącego przez oporniki

R

X

i R

N

przy R

N

= 0,1Ω i R

1

= R

2

= 1000Ω. Wyniki pomiarów zanotować w tabeli:

Odchylenie galwanometru w

lewo

Odchylenie galwanometru w

prawo

Średnio

I

R

p

R

x

∆R

p

α

α

p

p

R

R

∆

=

∆'

p

p

R

R

'

∆

∆Rp

α

p

p

p

R

R

R

∆

−

=

∆'

p

p

R

R

'

∆

p

p

R

R

'

∆

[mA] [

Ω] [Ω] [Ω] [dz]

[

Ω] [dz]

50

100

150

200

250

2. Pomiary oporności właściwej

Zmierzyć rezystancję przewodów z miedzi, aluminium, stali i mosiądzu w celu

określenia oporności właściwej tych metali. Optymalne warunki pomiaru należy dobrać na
podstawie wyników badań w punktach 1a) i 1e).

Wyniki pomiarów zanotować w tabeli:

R

n

R

I

Rp

R

X

l

d

ρ

Rodzaj

materiału

[

Ω]

[

Ω]

[A]

[

Ω]

[

Ω]

[m]

[mm]

[

Ωm]

miedź

aluminium

mosiądz

stal 1

stal 2

3. Opracowanie sprawozdania:

a) Wykreślić zależności:

)

(

'

R

f

R

R

p

p

=

∆

,

)

(

'

N

p

p

R

f

R

R =

∆

,

)

(

'

I

f

R

R

p

p

=

∆

.

b) Obliczyć oporności właściwe metali oraz błędy systematyczne, porównać

otrzymane wyniki z danymi z tabel oporności właściwej.

LABORATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ (I)
Pomiary małych rezystancji za pomocą mostka 6-ramiennego.

6

4. Literatura.

• Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A., Metrologia elektryczna, WNT, Warszawa 2003

;

•

Szulce A.: Mostki elektryczne pomiarowe, WNT 1977;