Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
ĆWICZENIE 5
Badanie wpływu parametrów mierników na wyniki pomiarów
Trochę teorii
Każdy przyrząd pomiarowy pobiera pewną energię z mierzonego układu, a więc wpływa na
rozpływ prądów lub rozkład spadków napięć w badanym urządzeniu. Oczywiście dąży się
do zminimalizowania tego wpływu prze konstruowanie czulszych mniej energochłonnych
przyrządów.
Amperomierz służy do pomiaru natężenia prądu i składa się z:
-� ustroju pomiarowego UP o pewnej rezystancji RU,
-� dołączonych równolegle rezystorów pomiarowych (boczników RB), umożliwiających
pomiar większych prądów i zmienianie zakresów pomiarowych.
Rezystancja amperomierza RA jest więc rezystancją wypadkową połączonych równolegle
rezystorów bocznikujących i rezystancji ustroju pomiarowego. Amperomierz włączamy
szeregowo w obwód, dlatego jego rezystancja powinna być jak najmniejsza. Idealny
amperomierz AI powinien mieć rezystancję = 0W�..
UP
AI
bocznik
RA
Rzeczywisty amperomierz złożony z
Schemat budowy amperomierza
amperomierza idealnego i rezystora RA
Jeżeli na rezystancji R spadek napięcia
wynosi U, to wartość prądu płynącego
IR
przez tę rezystancję zgodnie z prawem
R
U
Ohma wynosi IR
E
IR =�
R
Wstawienie do obwodu amperomierza
A
o rezystancji RA powoduje, że zmierzony prąd
IP
R
A
IP jest mniejszy od rzeczywistego i wynosi:
R
U
E
IP =�
R +� RA
1
Ćw.5 Badanie wpływu parametrów mierników &
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
Woltomierz służy do pomiaru napięć elektrycznych i składa się z:
-� ustroju pomiarowego UP o pewnej rezystancji RU,
-� dołączonych szeregowo rezystorów pomiarowych (posoników RP), umożliwiających
pomiar większych napięć i zmienianie zakresów pomiarowych.
Rezystancja woltomierza RV jest więc rezystancją wypadkową połączonych szeregowo
posobników i rezystancji ustroju pomiarowego. Woltomierz włączamy równolegle do obwodu,
dlatego jego rezystancja powinna być jak największa. Idealny woltomierz VI powinien mieć
rezystancję nieskończenie dużą (= Ą�W�.).
VI
UP
RV
posobnik
Rzeczywisty woltomierzomierz złożony z
Schemat budowy woltomierza
woltoromierza idealnego i rezystora RV
U
V
RV
Wartości rezystancji wewnętrznej przyrządu pomiarowego dla każdego zakresu, można
zazwyczaj odczytać z tabliczki znamionowej (znajdującej się najczęściej na tylnej płycie
przyrządu), ewentualnie obliczyć zgodnie z podanymi tam zależnościami.
2
Ćw.5 Badanie wpływu parametrów mierników &
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
2. Wykonanie ćwiczenia
WYKAZ PRZYRZ
DÓW:
1. Zasilacz stabilizowany DF1731SB3A,
2. z
ródło napięcia przemiennego
3. układ pomiarowy S1
4. miernik uniwersalny UM110B nr. & & & & & & &
5. miernik uniwersalny UM112B nr. & & & & & & &
6. multimetr cyfrowy PC510 nr. & & & & & & & .
Uwaga: Zmiany połączeń układów pomiarowych
wykonuj zawsze przy
odłączonym układzie od z
ródła zasilania!
2.1. Rezystancyjny dzielnik napięcia, wpływ rezystancji woltomierza na dokładność
pomiaru
-� Zestaw układ pomiarowy z płytką S1 (3) wg rys. 1 (połącz kołki 13-23 i 7-17),
Rys.1. Schemat układu 3 do pomiaru napięcia woltomierzem.
U = +6V
-� Posługując się kodem paskowym odczytaj wartości rezystorów R52 i R56,
-� Ze wzoru na dzielnik napięciowy (ćw. 4) oblicz napięcie U52 i U56,
-� Odczytaj (oblicz) rezystancję wewnętrzną użytych woltomierzy UM110B (4)
i UM112B (5), dla zakresów pomiarowych podanych w Tabelach 1 i 2,
-� Obliczenia wpisz do Tabeli 1 i 2,
-� Do gniazd 2  4 dołącz zasilacz (1); U = +6V,
-� Dogniazd 8  12 podłącz woltomierz PC510 (6) i odpowiednio: woltomierze
UM110B (4) lub UM112B (5),
-� Zmierz napięcia U52 na rezystorze R52, odczytując je miernikiem cyfrowym,
-� Wyniki wpisz do Tabeli 1,
3
Ćw.5 Badanie wpływu parametrów mierników &
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
-� Odłacz zasilacz (1),
-� Do gniazd 2  4 podłącz z
ródło napięcia przemiennego (2) **
** O dołączenie i ustawienie Przy pomiarze napięcia zmiennego
z
ródła napięcia zmiennego poproś należy wcisnąc na woltomierzach
prowadzacego ćwiczenie odpowiedni przycisk pomiarowy ~�
-� Zmierz napięcia U52 dla U = ~�6V przy podłączonym woltomierzu UM112B (5) wyniki
też wpisz do Tabeli 1,
-� Powtórz pomiary jak wyżej dla rezystora R56 (woltomierze podłączone do gniazd
12 -10), wpisując wyniki do Tabeli 2,
-� Na podstawie wyników pomiarowych wykonaj wykresy:
UP =� f (RV ) d�UP =� f (RV )
U -�U
ć� ��
p rz
�� ��
gdzie: UP = zmierzone odpowiednio U52 lub U56 a d�U =� ��100%
p
�� ��
U
Ł� rz ł�
-� Wykresy wykonaj w skali półlogarytmicznej. Przykład siatki znajdziesz na stronie 6
niniejszej instrukcji.
PYTANIA KONTROLNE I ZAGADNIENIA DO OPRACOWANIA
1. Jakie warunki należy spełnić, aby pomiar prądu lub napięcia był zbliżony do wartości
rzeczywistej?
2. Wyjaśnij wpływ amperomierza w obwodzie na wynik pomiaru prądu.Podaj wzór na
spadek napięcia U2 dla dzielnika napięciowego ze strony 1
3. Wyjaśnij wpływ woltomierza w obwodzie mierzonego napięcia na wynik pomiaru
4
Ćw.5 Badanie wpływu parametrów mierników &
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
Protokół pomiarowy
Nazwisko
Ocena
Imię.............................................................................
Wyk.
Klasa& & & & & Data wykonania & & & & & & & & & & & .
Kl.
.....................................................................................
Spr.
.....................................................................................
Nr i temat ćwiczenia
OK
Tabela 1 R52 = & & & .. kW� U = & & & .V (= i ~�)
PC
Miernik UM110B UM112B Oblicz.
510
Zakres V =3 =1 =3 =1 ~�10 ~�3 ~�1
RV kW� Ą�
U52 V
D�U52 V
d�U52 %
Przykład obliczenia:
& & & & & & & & .& & & & & & & & & & & & & & & .& & & & & & & & & & & & & &
Tabela 2 R56 = & & & .. kW� U = & & & .V (= i ~�)
PC
Miernik UM110B UM112B Oblicz.
510
Zakres V =30 =10 =30 =10 ~�10 ~�3 ~�1
RV kW� Ą�
U56 V
D�U56 V
d�U56 %
Przykład obliczenia:
& & & & & & & & .& & & & & & & & & & & & & & & .& & & & & & & & & & & & & &
5
Ćw.5 Badanie wpływu parametrów mierników &
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
Przykład układu współrzędnych w skali półlogarytmicznej:
-� Oś 0y  skala liniowa,
-� Oś 0x  skala logarytmiczna.
Up[V]
0
0,1 1 10 100 1000
Rv[kW�]
d�Up[%]
0
0,1 1 10 100 1000
Rv[kW�]
Spostrzeżenia i wnioski z przeprowadzonych pomiarów:
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
6
Ćw.5 Badanie wpływu parametrów mierników &