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