POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

___________________________________________________________

Laboratorium Miernictwa Elektrycznego

Cyfrowy pomiar podstawowych

wielko

ś

ci elektrycznych

Instrukcja do

ć

wiczenia

Nr 24

_______________________________________________

Białystok 1998

1. Wprowadzenie

ć

wiczeniu

badane

s

ą

wła

ś

ciwo

ś

ci

multimetru

cyfrowego

zbudowanego w oparciu o woltomierz cyfrowy napi

ę

cia stałego o

całkowaniu podwójnym. Pozostałe wielko

ś

ci, które mierzy multimetr

(warto

ś ć

skuteczna napi

ę

cia sinusoidalnego, warto

ś ć

skuteczna nat

ę ż

enie pr

ą

du

sinusoidalnego, nat

ę ż

enie pr

ą

du stałego, rezystancja) s

ą

najpierw przetwarzane

na napi

ę

cie stałe albo jednokierunkowe.

Woltomierz całkuj

ą

cy jest najcz

ę ś

ciej spotykany w multimetrach

cyfrowych z uwagi na szereg istotnych zalet, które posiada. Nale

ż

y do nich

stosunkowo wysoka dokładno

ś ć

, niezale

ż

no

ś ć

wyniku pomiaru od zmian

parametrów układu całkuj

ą

cego, zdolno

ś ć

tłumienia zakłóce

ń

przemysłowych

o cz

ę

stotliwo

ś

ci sieciowej 50 Hz.

Nazwa woltomierza jest myl

ą

ca, sugeruje bowiem dwukrotne całkowanie

tego samego napi

ę

cia, gdy w rzeczywisto

ś

ci całkowaniu podlegaj

ą

dwa ró

ż

ne

napi

ę

cia: mierzone U

X

i wzorcowe (kompensacyjne) U

K

.

Spotykane w praktyce woltomierze o całkowaniu potrójnym czy

poczwórnym s

ą

zdecydowanie mniej rozpowszechnione. Stosowane w nich

sposoby pomiaru maj

ą

na celu złagodzenie zasadniczej wady woltomierzy

całkuj

ą

cych, to znaczy małej szybko

ś

ci pomiaru. Cykl pomiarowy woltomierzy o

całkowaniu podwójnym wynosi bowiem przeci

ę

tnie ok. 100 ms. Dla porównania

taki sam cykl dla woltomierzy cyfrowych kompensacyjnych jest rz

ę

du kilkuset

nanosekund (np. 300 ns).

Schemat blokowy woltomierza o całkowaniu podwójnym przedstawiono

na rys.1. Jest to jeden z mo

ż

liwych schematów blokowych. Nie zawiera on

szeregu elementów, które nie s

ą

istotne dla zrozumienia zasady działania

przyrz

ą

du.

W

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

2

U

W

B1

K

W

B2

US

GN

K

B3

GIW

L

W

U

W

U

K

We

U

wy

U

X

R

R

Z

C

otwórz /
zamknij

B1

otwórz /
zamknij

B2

zamknij

B1

otwórz

B3

zamknij

B3

zamknij

B2

Rys.1. Schemat blokowy woltomierza o całkowaniu podwójnym

Na pocz

ą

tku cyklu układ steruj

ą

cy US otwiera jednocze

ś

nie: zwor

ę

Z,

przez któr

ą

rozładowywał si

ę

uprzednio kondensator C oraz bramki

elektroniczne B1 i B3. Dzi

ę

ki otwarciu bramki B1 do układu całkuj

ą

cego

(integratora Millera), zło

ż

onego ze wzmacniacza W, rezystora R i pojemno

ś

ci C

w p

ę

tli sprz

ę ż

enia zwrotnego, zostaje doprowadzone napi

ę

cie mierzone U

X

, które

jest w tym układzie całkowane. Od tej chwili napi

ę

cie wyj

ś

ciowe U

wy

integratora

zaczyna narasta

ć

liniowo (rys.2). Szybko

ś ć

narastania jest tym wi

ę

ksza, im

wi

ę

ksz

ą

warto

ś ć

ma napi

ę

cie U

X

, co zobrazowano na przykładzie napi

ę ć

U’

X

oraz U’’

X

.

W tym samym czasie w innej cz

ę ś

ci układu z generatora impulsów

wzorcowych GIW biegn

ą

do licznika L impulsy we wzorcowych odst

ę

pach

czasu T

W

. Poniewa

ż

bramki B1 i B3 zostały otwarte w tej samej chwili, oba

procesy: narastania napi

ę

cia U

wy

i zliczania impulsów pochodz

ą

cych z GIW

przebiegaj

ą

równolegle. Zliczanie impulsów w tej cz

ę ś

ci cyklu ma na celu

odmierzanie czasu całkowania napi

ę

cia U

X

, który jest zawsze taki sam i wynosi

20 ms lub 40 ms, to znaczy jest równy okresowi napi

ę

cia o cz

ę

stotliwo

ś

ci 50 Hz

lub jego wielokrotno

ś

ci. Dzi

ę

ki temu ewentualne zakłócenia przemysłowe, które

mogły dosta

ć

si

ę

do woltomierza wraz z napi

ę

ciem mierzonym, zostan

ą

scałkowane, a tym samym stłumione w wi

ę

kszym lub mniejszym stopniu.

Zauwa

ż

my,

ż

e gdyby zakłócenie miało charakter idealnie sinusoidalny, to

w wyniku całkowania zostałoby ono całkowicie wyeliminowane z sygnału

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

3

pojawiaj

ą

cego si

ę

na wyj

ś

ciu integratora. Wykazuje si

ę

,

ż

e im dłu

ż

ej trwa

całkowanie (wi

ę

ksz

ą

liczb

ę

okresów), tym tłumienie jest skuteczniejsze.

Przedłu

ż

anie tego czasu nie jest jednak wskazane, gdy

ż

nadmiernie wydłu

ż

ałoby

czas trwania cyklu pomiarowego przyrz

ą

du..

N’’

X

N’

X

N

max

N

max

U

W

U

W

U

WY

U

K

U’

X

U’’

X

U

t

t

1

0

t

t

t

całkowanie U

K

całkowanie U’

X

całkowanie U’’

X

T

W

t’’

2

t’

2

Rys.2. Przebiegi wa

ż

niejszych napi

ę ć

w woltomierzu całkuj

ą

cym

dla dwóch ró

ż

nych napi

ę ć

mierzonych

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

4

Po upływie 20 ms, którym odpowiada zliczenie maksymalnej liczby

impulsów N

max

, (np. 10 000 impulsów) licznik L poleca układowi steruj

ą

cemu

US zamkn

ąć

bramk

ę

B1 (co oznacza odł

ą

czenie od wej

ś

cia integratora napi

ę

cia

U

X

) i natychmiast wyzerowuje si

ę

. Jest gotowy ponownie do pracy, gdy układ

steruj

ą

cy otwiera bramk

ę

B2, przył

ą

czaj

ą

c do wej

ś

cia układu całkuj

ą

cego

napi

ę

cie kompensacyjne U

K

i rozpoczynaj

ą

c tym samym drugi etap całkowania.

Napi

ę

cie kompensacyjne jest generowane wewn

ą

trz woltomierza, a jego warto

ś ć

okre

ś

lona jest z wysok

ą

dokładno

ś

ci

ą

. Jego polaryzacja jest przeciwna do

polaryzacji napi

ę

cia mierzonego (rys.2), dlatego teraz napi

ę

cie wyj

ś

ciowe

integratora U

wy

maleje liniowo. Towarzyszy temu ponowne zliczanie przez

licznik impulsów z generatora GIW. Z chwil

ą

, gdy napi

ę

cie U

wy

osi

ą

ga warto

ś ć

równ

ą

zeru, uaktywnia si

ę

komparator K , którego jedno z wej

ś ć

przył

ą

czone

jest do masy układu. Na jego wyj

ś

ciu zmienia si

ę

wtedy stan logiczny (np.

z zerowego na jedynk

ę

), co powoduje zamkni

ę

cie otwartej od pocz

ą

tku cyklu

bramki B3 oraz, za po

ś

rednictwem układu steruj

ą

cego, tak

ż

e bramki B2. Ko

ń

czy

to w zasadzie cykl pomiarowy. Przedstawiony opis pomija wszelkiego rodzaju
opó

ź

nienia wyst

ę

puj

ą

ce w układzie oraz krótkie czasy zerowania poszczególnych

bloków funkcjonalnych.

Na

rysunku 2

przedstawiono

przebiegi

najwa

ż

niejszych

napi

ę ć

woltomierza dla dwóch przypadków: pomiaru napi

ę

cia U’

X

(mniejszego) oraz

U’’

X

(wi

ę

kszego). Jak wida

ć

czas trwania całkowania napi

ę

cia mierzonego jest w

obu przypadkach taki sam. Czas ten jest jednym z parametrów stałych
woltomierza. Stała jest równie

ż

liczba impulsów (N

max

) zliczana w tym etapie

przez licznik. Natomiast czas trwania drugiego etapu całkowania zale

ż

y od

warto

ś

ci napi

ę

cia mierzonego. Liczba impulsów zliczona w tym etapie ma

warto

ś ć

zmienn

ą

i odwzorowuje warto

ś ć

napi

ę

cia mierzonego.

Ni

ż

ej przedstawiono zale

ż

no

ś

ci opisuj

ą

ce dwie fazy całkowania

w omawianym woltomierzu.

Pierwsza faza całkowania

Napi

ę

cie wyj

ś

ciowe integratora po czasie t

1

wynosi,

( )

( )

u

t

RC

u t

dt

wy

x

t

1

0

1

1

=

⋅

∫

Napi

ę

cie całkowane ma warto

ś ć

stał

ą

:

( )

u

t

U

X

X

=

, st

ą

d,

( )

u

t

U

RC

t

wy

X

1

1

=

(1)

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

5

Druga faza całkowania

Po czasie t

2

napi

ę

cie wyj

ś

ciowe integratora wyniesie,

( )

( )

( )

u

t

u

t

RC

u t

dt

wy

wy

k

t

t

2

1

1

1

2

=

−

⋅

∫

(2)

Napi

ę

cie kompensacyjne ma tak

ż

e warto

ś ć

stał

ą

:

( )

u t

U

k

K

=

, st

ą

d po

uwzgl

ę

dnieniu w (2) zale

ż

no

ś

ci (1), otrzymamy,

( )

(

)

u

t

U

RC

t

U

RC

t

t

wy

X

K

2

1

2

1

=

−

−

(3)

Zauwa

ż

my nast

ę

pnie,

ż

e

( )

u

t

wy

2

0

=

,wobec czego zale

ż

no

ś ć

(3) przyjmie

posta

ć

,

(

)

0

1

2

1

=

−

−

U

RC

t

U

RC

t

t

X

K

(4)

Podstawiaj

ą

c do równania (4) oczywiste zwi

ą

zki:

t

N

T

W

1

=

⋅

max

,

(

)

t

N

N

T

X

W

2

=

+

⋅

max

,

otrzymamy po przekształceniach,

U

N

N

U

X

X

K

=

max

(5)

gdzie:

U

X

- napi

ę

cie mierzone

U

K

- napi

ę

cie kompensacyjne

N

max

- liczba impulsów zliczonych w pierwszej fazie całkowania

N

X

- liczba impulsów zliczonych w drugiej fazie całkowania

Zale

ż

no

ś ć

(5) jest równaniem pomiaru napi

ę

cia U

X

w układzie

woltomierza o całkowaniu podwójnym. Wynika z niego,

ż

e wynik pomiaru nie

zale

ż

y od parametrów R,C integratora, a w zwi

ą

zku z tym tak

ż

e od

temperaturowych zmian warto

ś

ci tych parametrów.

Pomiar skutecznej warto

ś

ci napi

ę

cia sinusoidalnego

Badany multimetr, podobnie jak znakomita wi

ę

kszo

ś ć

multimetrów

cyfrowych, mierzy poprawnie warto

ś ć

skuteczn

ą

tylko napi

ę

cia sinusoidalnego.

Układ całkuj

ą

cy woltomierza stanowi

ą

cego rdze

ń

multimetru całkuje wyprosto-

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

6

wane jednopołówkowo napi

ę

cie sinusoidalne (rys.3), co jest podstaw

ą

do

okre

ś

lenia jego warto

ś

ci

ś

redniej, a nast

ę

pnie skutecznej.

0,32U

Xm

0

π

2

π

U

X

(

ω

t)

U

Xm

U

X

ś

r

≈

0,32U

Xm

ω

t

Rys.3. Napi

ę

cie sinusoidalne wyprostowane jednopołówkowo

Zwi

ą

zek mi

ę

dzy warto

ś

ci

ą

ś

redni

ą

U

x

ś

r

napi

ę

cia wyprostowanego

jednopołówkowo i skuteczn

ą

U

Xsk

napi

ę

cia sinusoidalnego u

x

= U

Xm

sin(

ω

t) dany

jest zale

ż

no

ś

ci

ą

:

( ) ( )

( ) ( )

U

u

t d

t

U

t

d

t

U

U

Xsr

x

X m

X m

X sk

=

⋅

=

⋅

=

=

∫

∫

1

2

1

2

2

0

0

π

ω

ω

π

ω

ω

π

π

π

π

sin

Zwró

ć

my uwag

ę

,

ż

e współczynnik

2 wi

ą ż ą

cy amplitud

ę

z warto

ś

ci

ą

skuteczn

ą

jest prawdziwy tylko dla kształtu sinusoidalnego napi

ę

cia.

Współczynnik ten jest uwzgl

ę

dniany przy wzorcowaniu woltomierza. Próba

pomiaru tym przyrz

ą

dem warto

ś

ci skutecznej napi

ę

cia o innym ni

ż

sinusoidalny

kształcie b

ę

dzie wi

ę

c obarczona bł

ę

dem, niekiedy o znacznej warto

ś

ci.

Prostowanie jednopołówkowe stosuje si

ę

w celu ograniczenia liczby

elementów nieliniowych i ułatwienia linearyzacji charakterystyki pr

ą

dowo-

napi

ę

ciowej układu prostownikowego. Wymóg liniowo

ś

ci tej charakterystyki

w przyrz

ą

dach cyfrowych jest szczególnie ostry.

Ż ą

da si

ę

, aby była ona liniowa

pocz

ą

wszy od kilku miliwoltów napi

ę

cia prostowanego. Stosowane

w przyrz

ą

dach cyfrowych układy prostownikowe oparte s

ą

na wzmacniaczach

operacyjnych i nazywane prostownikami idealnymi albo diodami idealnymi.

Pomiar nat

ęż

enia pr

ą

du

Pomiar nat

ęż

enia pr

ą

du wymaga przetworzenia go na napi

ę

cie stałe lub

jednokierunkowe. Przetwornik jest w tym przypadku szczególnie prosty, składa

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

7

si

ę

bowiem tylko z kilku (trzech, czterech) rezystorów o dokładnie okre

ś

lonych

rezystancjach. Te same rezystory u

ż

ywane s

ą

na ogół do pomiaru pr

ą

du stałego

i zmiennego.

Multimetr mierzy spadek napi

ę

cia, jaki wywołuje na rezystorach mierzony

pr

ą

d. Pomiaru napi

ę

cia dokonuje oczywi

ś

cie woltomierz cyfrowy napi

ę

cia

stałego - rdze

ń

całego multimetru. W przypadku pr

ą

du zmiennego spadek

napi

ę

cia poddawany jest prostowaniu w układzie prostownika idealnego.

Pomiar rezystancji

Cyfrowy pomiar rezystancji polega w przypadku omawianego multimetru

na przetworzeniu jej na napi

ę

cie stałe. Wymaga to wbudowania do przyrz

ą

du

ź

ródła pr

ą

dowego.

Przy

pomiarze

„małych”

rezystancji

stosowana

jest

metoda

czteropunktowa pomiaru. Polega ona na zasileniu mierzonego rezystora
z oddzielnego

ź

ródła pr

ą

dowego (wbudowanego do multimetru) o pr

ą

dzie

znamionowym 10 mA i pomiarze wywołanego tym pr

ą

dem spadku napi

ę

cia

woltomierzem na zakresie pomiarowym 100 mV. Metoda ta wymaga u

ż

ycia

czterech przewodów ł

ą

cz

ą

cych. Dwa z nich doprowadzaj

ą

do rezystora pr

ą

d ze

ź

ródła pr

ą

dowego, dwa pozostałe doprowadzaj

ą

za

ś

powstały spadek napi

ę

cia do

zacisków woltomierza (rys.6).

Niektóre dane techniczne multimetru V560

Multimetr pozwala na realizacj

ę

nast

ę

puj

ą

cych pomiarów

•

napi

ę

cia stałego w zakresie 10

µ

V - 650 V w pi

ę

ciu podzakresach

•

nat

ęż

enia pr

ą

du stałego i zmiennego w zakresie 10 nA - 1A w pi

ę

ciu podzakresach

•

rezystancji w zakresie 1m

Ω

- 10 M

Ω

w pi

ę

ciu podzakresach

Pomiar napi

ęć

stałych

•

Podzakresy: 100 mV, 1V, 10V, 100V, 1000V

•

Bł

ą

d graniczny wskaza

ń

:

±

0,05% na wszystkich podzakresach

•

Rezystancja wej

ś

ciowa: 10 M

Ω

±

1%

•

Pr

ą

d wej

ś

ciowy: 500 pA

Pomiar napi

ęć

przemiennych

•

Podzakresy: 100 mV, 1V, 10V, 100V, 1000V

•

Bł

ą

d graniczny wskaza

ń

:

•

w zakresie cz

ę

stotliwo

ś

ci 30 Hz - 10 kHz:

±

0,2%

•

w zakresie cz

ę

stotliwo

ś

ci 10 kHz -100 kHz:

±

0,5%

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

8

•

Rezystancja wej

ś

ciowa: 1 M

Ω

±

2%

•

Pojemno

ść

wej

ś

ciowa:

≤

75 pF

•

Czas ustalania si

ę

wskaza

ń

: 5s

Pomiar pr

ą

dów stałych

•

Podzakresy: 100

µ

A, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1000 mA

•

Bł

ą

d graniczny wskaza

ń

:

±

0,05%

•

Zakresowy spadek napi

ę

cia: 100 mV

•

Czas ustalania si

ę

wskaza

ń

: 3s

Pomiar pr

ą

dów przemiennych

•

Podzakresy: 100

µ

A, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1000 mA

•

Bł

ą

d graniczny wskaza

ń

:

±

0,2%

•

Zakres cz

ę

stotliwo

ś

ci: 30 Hz - 10 kHz

•

Zakresowy spadek napi

ę

cia: 100 mV

•

Czas ustalania si

ę

wskaza

ń

: 5 s

Pomiar rezystancji

Podzakresy:

•

Metoda czteropunktowa: 10

Ω

, 100

Ω

•

Metoda dwupunktowa: 1k

Ω

, 10 k

Ω

, 100 k

Ω

, 1000 k

Ω

, 10 000 k

Ω

•

Bł

ą

d graniczny pomiaru:

±

0,2%

•

Czas ustalania si

ę

wskaza

ń

: 5s, tylko dla podzakresu 10 000 k

Ω

- 30 s

•

Napi

ę

cie zasilaj

ą

ce: 220 V / 50 Hz

•

Pobór mocy: 20 VA

2. Przebieg pomiarów

Studenci wykonuj

ą

wskazane ni

ż

ej Zadania, sporz

ą

dzaj

ą

c na bie

ż ą

co

stosowne notatki.

Zadanie 1

Dokonaj ogl

ę

dzin multimetru i odpowiedz na nast

ę

puj

ą

ce pytania:

1. Jakie wielko

ś

ci elektryczne mog

ą

by

ć

mierzone multimetrem?

2. Jakie podzakresy pomiarowe ma przyrz

ą

d?

3. Ilu segmentowy jest cyfrowy wska

ź

nik przyrz

ą

du?

4. Jakie jest maksymalne wskazanie wska

ź

nika cyfrowego?

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

9

Zadanie 2

Nastaw tryb pracy DC multimetru,

Doprowad

ź

do zacisków wej

ś

ciowych przyrz

ą

du napi

ę

cie stałe o warto

ś

ci 10 V z

zasilacza stabilizowanego i zmierz to napi

ę

cie na zakresie pomiarowym 10 V.

Nast

ę

pnie zwi

ę

kszaj powoli napi

ę

cie wyj

ś

ciowe zasilacza do 12 V. Opisz

zachowanie si

ę

multimetru po przekroczeniu warto

ś

ci 12 V napi

ę

cia mierzonego.

Zadanie 3

Zmierz napi

ę

cie o warto

ś

ci 10 V na wszystkich zakresach pomiarowych

multimetru, to znaczy: 10V, 100V, 1000V. Zanotuj wszystkie cyfry wy

ś

wietla-

nych wyników. Skomentuj ewentualne ró

ż

nice.

Zadanie 4

Poł

ą

cz układ przedstawiony na rysunku 4. Nastaw napi

ę

cie wyj

ś

ciowe U

Z

zasilacza ZS równe 15 V. Zmierz spadki napi

ę ć

U

1

, U

2

na rezystorach R

1

, R

2

dwoma przyrz

ą

dami:

a) multimetrem cyfrowym na zakresie 10 V
b) woltomierzem magnetoelektrycznym LM-3 na zakresie 7,5 V

Zapisz wyniki w Tablicy 1.

ZS

U

Z

15k

Ω

15k

Ω

R

2

R

1

V560

V

10V

U

1

U

2

Rys.4. Schemat ideowy układu pomiarowego

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

10

Tablica 1

LM-3

V560

U

1

U

2

U

1

U

2

V

V

V

V

•

Porównaj wyniki pomiaru obydwoma przyrz

ą

dami, które z nich potwierdzaj

ą

II prawo Kirchhoffa?

•

Wyja

ś

nij ró

ż

nic

ę

mi

ę

dzy otrzymanymi wynikami pomiaru spadków napi

ę ć

.

Zadanie 5

Zmierz trzykrotnie napi

ę

cia fazowe ka

ż

dej fazy w sieci trójfazowej w ukła-

dzie, którego schemat przedstawiono na rysunku 5. Wyniki zapisz w Tablicy 2.

0

T

S

R

V560

wył

ą

cznik

trójbiegunowy

Rys.5. Schemat układu do pomiaru napi

ę ć

fazowych

Tablica 2

Nr

-

1

2

3

U

R

V

U

S

V

U

T

V

•

Wyja

ś

nij ewentualne ró

ż

nice mi

ę

dzy wynikami poszczególnych pomiarów

w danej fazie.

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

11

•

Wyja

ś

nij ewentualne ró

ż

nice mi

ę

dzy napi

ę

ciami poszczególnych faz.

Zadanie 6

Porównaj (metod

ą

obliczeniow

ą

) rezystancje wewn

ę

trzne dwóch

amperomierzy:
a) miliamperomierza magnetoelektrycznego typu LM-3 na zakresie I

n

= 1500 mA

b) amperomierza multimetru cyfrowego V560 na zakresie I

n

=1000 mA

Wskazówka: Rezystancj

ę

wewn

ę

trzn

ą

R

W

miliamperomierza LM-3 oblicza si

ę

według wzoru podanego na płycie czołowej przyrz

ą

du, za

ś

amperomierza

cyfrowego, wiedz

ą

c,

ż

e pr

ą

d zakresowy (tutaj 1000 mA) wywołuje na rezystancji

wewn

ę

trznej spadek napi

ę

cia U

n

= 100 mV.

LM-3

R

W

= ...............

Ω

V560

R

W

= ...............

Ω

Który z amperomierzy jest Twoim zdaniem doskonalszy i dlaczego?

Zadanie 7

Zmierz amperomierzem multimetru cyfrowego nat

ę ż

enie pr

ą

du

ż

arówki

o mocy 100 W i napi

ę

ciu znamionowym 220 V. Narysuj samodzielnie schemat

układu pomiarowego i przedstaw go prowadz

ą

cemu zaj

ę

cia.

Czy mógłby

ś

tym amperomierzem zmierzy

ć

nat

ę ż

enie pr

ą

du płyn

ą

cego

w spirali grzejnej o mocy 700 W?

Zaproponuj metod

ę

pomiaru pr

ą

du o nat

ę ż

eniu wi

ę

kszym od 1000 mA, to

znaczy od zakresu pomiarowego amperomierza cyfrowego.

Zadanie 8

Zmierz omomierzem multimetru cyfrowego rezystancje obwodów

napi

ę

ciowych watomierza na zakresach: 100 V, 200 V, 400 V.

100 V: R

N

= ................

Ω

200 V: R

N

= ................

Ω

400 V: R

N

= ................

Ω

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

12

Zadanie 9

Zmierz metod

ą

czteropunktow

ą

rezystancje obwodów pr

ą

dowych

watomierzy na dwóch zakresach: 1A i 2A.

Schemat układu pomiarowego przedstawiono na rysunku 6.

R

X

I

P

=10mA

U

X

V560

zaciski wej

ś

ciowe

woltomierza
U

N

= 100mV

zaciski wyj

ś

ciowe

ź

ródła pr

ą

dowego

Rys.6. Schemat układu do pomiaru rezystancji metod

ą

czteropunktow

ą

1A: R

P

= .....................

Ω

2A: R

P

= .....................

Ω

Spadek napi

ę

cia U

X

mierzy si

ę

woltomierzem multimetru cyfrowego

pracuj

ą

cym w trybie DC, nast

ę

pnie oblicza rezystancj

ę

R

X

według wzoru:

R

U

I

X

X

P

=

gdzie I

P

= 10 mA jest pr

ą

dem znamionowym

ź

ródła pr

ą

dowego multimetru.

Ć

wicz. Nr 24 Cyfrowy pomiar podstawowych wielkosci elektrycznych

13

3. Pytania i zadania kontrolne

1. Obja

ś

nij w oparciu o schemat blokowy zasad

ę

działania woltomierza o całko-

waniu podwójnym

2. Dlaczego czas pierwszego etapu całkowania jest równy okresowi napi

ę

cia

sieciowego o cz

ę

stotliwo

ś

ci 50 Hz lub wielokrotno

ś

ci tego okresu?

3. Jak odmierzany jest czas trwania pierwszego etapu całkowania?
4. Obja

ś

nij rol

ę

komparatora w omawianym przyrz

ą

dzie

5. Przedstaw zasad

ę

cyfrowego pomiaru skutecznej warto

ś

ci napi

ę

cia przemien-

nego

6. Przedstaw zasad

ę

cyfrowego pomiaru nat

ę ż

enia pr

ą

du stałego i zmiennego

7. Dlaczego multimetr mierzy poprawnie napi

ę

cie i nat

ę ż

enie tylko o kształcie

sinusoidalnym?

8. Przedstaw zasad

ę

cyfrowego pomiaru rezystancji

9. Wyja

ś

nij zasad

ę

pomiaru rezystancji metod

ą

czteropunktow

ą

3. Literatura

1. Chwaleba A., Poni

ń

ski M., Siedlecki A. Metrologia elektryczna WNT,

Warszawa 1998

2. Bogdan T. Multimetry cyfrowe WKŁ, Warszawa 1978
3. Sowi

ń

ski A. Cyfrowa technika pomiarowa WKŁ, Warszawa 1976

4. Bad

ź

mirowski K., Karkowska H., Karkowski Z. Cyfrowe systemy pomiarowe

WNT, Warszawa 1979