WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
Podstawy Metrologii
Ćwiczenie nr 2
Temat: Pomiary parametrów prądu stałego przyrządami cyfrowymi
Data wykonania ćwiczenia:
Grupa nr: ..............................
Ocena:
.................................
1. ......................................................................
Data oddania sprawozdania:
1. ..................
2. ......................................................................
..............................
2. ..................
ProwadzÄ…cy:
3. ......................................................................
3. ..................
......................................
Uwagi prowadzÄ…cego:
1. Zapoznanie z wyposażeniem stanowiska pomiarowego
Na podstawie oględzin przyrządów na stanowiskach, wskazówek prowadzącego oraz instrukcji
obsługi przyrządów pomiarowych sporządzić wykaz przyrządów pomiarowych wykorzystywanych
w ćwiczeniu oraz wykaz ich parametrów i wypełnić tabelę 1 i 2.
Tabela 1. Wykaz przyrządów pomiarowych.
Lp. Nazwa Typ Producent Oznaczenia
przyrzÄ…du na schematach
1. Zasilacz
stabilizowany
2. Multimetr
analogowy
3. Multimetr
cyfrowy
4. Rezystor
dekadowy
Tabela 2. Zestawienie parametrów wykorzystywanych przyrządów pomiarowych
Nazwa i typ Funkcja
Lp. Nazwa parametru Wartość parametru przyrządu
przyrzÄ…du pomiarowa
Napięciowe Prądowe
1. Zasilacz
Zakresy pomiarowe
stabilizowany
Wybrane podzakresy
U  - Rwew
Klasa dokładności
2.
Multimetr
Wybrane podzakresy
analogowy I  -
Klasa dokładności
Wybrane podzakresy
R
Klasa dokładności
2 Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych ISE WEL WAT
Wybrane podzakresy
U  -
BÅ‚Ä…d podstawowy
Rwej
Multimetr
3 Wybrane podzakresy
cyfrowy I  -
BÅ‚Ä…d podstawowy
Wybrane podzakresy
R
BÅ‚Ä…d podstawowy
Podzakresy
rezystancji
Rezystor
4.
dekadowy Dekada x ©
Klasa dekady
2. Pomiar napięcia stałego
2.1. Dobór zakresu pomiarowego woltomierza cyfrowego do wartości mierzonej
Zasilacz
U
VC
Rys. 1. Schemat układu do pomiaru napięcia woltomierzem analogowym i cyfrowym.
Gdzie: VC  woltomierz cyfrowy (multimetr).
- Połączyć układ zgodnie z rysunkiem 1;
- Przygotować multimetr do pracy jako woltomierz tj. wcisnąć przyciski na płycie czołowej:
- Pomiar napięcia stałego V;
- Podzakres pomiarowy zgodnie z tabelÄ… 3.
- Ustawić kolejno napięcie wyjściowe z zasilacza zgodnie z danymi w tabeli 3.
- Dokonać zapisu wskazań woltomierza cyfrowego  zapis pełny;
- Obliczyć wymagane wielkości wg tabeli 3.
- Wykreślić zależność dokładności pomiaru od wartości mierzonej dla poszczególnych zakresów
woltomierza cyfrowego w jednym układzie współrzędnych.
Tabela 3
UNC Uzasilacza UmC UmC DðgUC dð%UmC
V V V  zapis pełny V  po zaokrąglaniu V %
0,1
0,2
0,3
4
0,4
0,5
0,6
3 Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych ISE WEL WAT
0,7
0,8
1,0
1,5
4
2,0
2,5
3,0
3,5
3. Pomiar natężenia prądu stałego
3.1. Dobór zakresu pomiarowego amperomierza cyfrowego do wartości mierzonej
R
Zasilacz
U I
AC
Rys. 2. Schemat układu do pomiaru prądu amperomierzem cyfrowym.
Gdzie: AC  amperomierz cyfrowy; R  rezystor dekadowy.
- Połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 2.
- Ustawić wymaganą rezystancję na rezystorze dekadowym;
- Ustawić przełączniki zakresów pomiarowych amperomierza, jak w tabeli 4.
- Ustawić napięcie wyjściowe z zasilacza o wartości równej 2 V.
- Dokonać zapisu wskazywanej wartości przez amperomierz cyfrowy w tabeli 4.
Tabela 4
INC DR6-16 ImC ImC DðgIC dð%ImC
mA kWð mA  zapis peÅ‚ny mA  po zaokrÄ…glaniu mA %
100,0
80,0 ImC
60,0 mA
40 40,0
20,0
10,0
5,0
4 Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych ISE WEL WAT
4,0
3,0
2,0
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
- Wyznaczyć błędy graniczne dla poszczególnych pomiarów w o parciu o wyniki z tabeli 4 oraz
parametry przyrządów z tabeli 2.
- Wykreślić zależność dokładności pomiaru od wartości mierzonej dla poszczególnych zakresów w
jednym układzie współrzędnych.
4a. Pomiar rezystancji metodÄ… technicznÄ…
I
a)
Ac
UA
U
Zas.
Va
R UR
Rys. 3. Schemat układu do pomiaru rezystancji metodą techniczną
(przy wykorzystaniu amperomierza i woltomierza):
a) układ z poprawnie mierzonym prądem.
Gdzie: Ac  amperomierz cyfrowy; Va  woltomierz analogowy;
R  rezystor dekadowy; Zas.  zasilacz stabilizowany.
- Połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 3.
- Przełączniki funkcji pomiarowych w multimetrze cyfrowym ustawić na pomiar prądu.
- Przełączniki funkcji pomiarowych w multimetrze analogowym ustawić na pomiar napięcia.
- Ustawić dekady rezystora dekadowego na wartości zadane w tabeli 5.
- Z zasilacza podać napięcie 9 V. Dobrać zakresy pomiarowe, tak aby wskazania przyrządów były
jak najbliższe wartości wybranego podzakresu.
- Dokonać odczytu wskazań obydwu przyrządów.
- Wyznaczyć stałą podziałki przyrządu analogowego.
- Obliczyć wartość natężenia prądu w układzie oraz wartość mierzonej rezystancji bez
korygowania wyniku z uwzględnieniem poprawki na błąd metody.
- Wyniki pomiarów i obliczeń zapisać w tabeli 5.
5 Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych ISE WEL WAT
Tabela 5
DR6-16 INC ImC UNA aðmax aðm SUA UmA RmA
kWð mA mA V dz dz V/dz V kWð
80,0
60,0
40,0
20,0
10,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
- Obliczyć błędy graniczne i dokładności pomiaru prądu i napięcia. Wyniki zapisać w tabeli 6.
- Wyznaczyć dokładność pomiaru rezystancji i błąd graniczny pomiaru rezystancji.
- Zapisać wynik pomiaru w postaci X = Xm Ä…ð Dðg X z uwzglÄ™dnieniem odpowiedniej liczby cyfr
znaczÄ…cych.
Tabela 6
Rw DðgI DðgU dð%I dð%U dð%R DðgR R = Rm Ä…ð DðgR
kWð mA V % % % kWð kWð
80,0
40,0
10,0
5,0
3,0
1,0
0,8
0,6
I
a)
Aa
UA
U
Zas.
Vc
R UR
6 Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych ISE WEL WAT
4b. Pomiar rezystancji metodÄ… technicznÄ…
I
Ac
b)
IV IR
Zas.
U
Va R
Rys. 4. Schemat układu do pomiaru rezystancji metodą techniczną
(przy wykorzystaniu amperomierza i woltomierza):
b) układ z poprawnie mierzonym napięciem.
Gdzie: Ac  amperomierz cyfrowy; Va  woltomierz analogowy;
R  rezystor dekadowy; Zas.  zasilacz stabilizowany.
- Połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 4.
- Przełączniki funkcji pomiarowych w multimetrze analogowym ustawić na pomiar napięcia.
- Przełączniki funkcji pomiarowych w multimetrze cyfrowym ustawić na pomiar natężenia prądu.
- Ustawić dekady rezystora dekadowego na wartości zadane w tabeli 7.
- Z zasilacza podać napięcie 9 V. Dobrać zakresy pomiarowe, tak aby wskazania przyrządów były
jak najbliższe wartości wybranego podzakresu.
- Dokonać odczytu wskazań obydwu przyrządów.
- Wyznaczyć stałą podziałki miernika analogowego.
- Obliczyć wartość natężenia prądu w układzie oraz wartość mierzonej rezystancji bez
korygowania wyniku z uwzględnieniem poprawki na błąd metody.
- Wyniki pomiarów i obliczeń zapisać w tabeli 7.
Tabela 7
DR6-16 INC ImC UNA SUA UmA RmA
aðmax aðm
kWð mA mA V dz dz V/dz V kWð
80,0
60,0
40,0
20,0
10,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,9
7 Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych ISE WEL WAT
0,8
0,7
0,6
- Obliczyć błędy graniczne i dokładności pomiaru prądu i napięcia. Wyniki zapisać w tabeli 8.
- Wyznaczyć dokładność pomiaru rezystancji i błąd graniczny pomiaru rezystancji.
- Zapisać wynik pomiaru w postaci X = Xm Ä…ð Dðg X z uwzglÄ™dnieniem odpowiedniej liczby cyfr
znaczÄ…cych.
Tabela 8
Rw DðgI DðgU dð%I dð%U dð%R DðgR R = Rm Ä…ð DðgR
kWð mA V % % % kWð kWð
80,0
40,0
10,0
5,0
3,0
1,0
0,8
0,6
- Dla wybranej wartości Rw wyznaczyć błąd metody pomiaru rezystancji.
- Obliczyć wartość rezystancji mierzonej z uwzględnieniem poprawki na błąd metody.
- Obliczyć błąd graniczny ustawienia zadanej rezystancji. Wyniki obliczeń zapisać w tabeli 9.
- Wartości Rw, Rm i RmR z uwzględnieniem ich błędów granicznych umieścić na wspólnej osi
liczbowej i porównać.
Tabela 9
Rw DðgRw Rm DðgR RmR DðgR
kWð kWð kWð kWð kWð kWð
8 Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych ISE WEL WAT
5. Pomiar rezystancji
5.1. Dobór zakresu pomiarowego omomierza cyfrowego do wartości mierzonej
R
WðC
Rys. 5. Schemat układu do pomiaru rezystancji omomierzem cyfrowym.
Gdzie: WðC  omomierz cyfrowy; R  rezystor dekadowy.
- Połączyć układ zgodnie z rysunkiem 5.
- Ustawić przyciski multimetru w położeniach odpowiadających pomiarowi danej rezystancji.
- Dokonać pomiaru rezystancji zadanych na rezystorze dekadowym omomierzem cyfrowym.
- Wyniki pomiarów i obliczeń umieścić w tabeli 10.
Tabela 10
RNC DR6-16 RmC RmC
DðgRC dð%RmC
%
kWð kWð kWð - peÅ‚ny zapis kWð - po zaokrÄ…gleniu kWð
80
60
40
20
10
8
6
5
4
3
2
1
6. Opracowanie sprawozdania.
Oprócz wyżej sporządzonych treści sprawozdanie powinno zawierać:
- wykorzystywane w obliczeniach wzory oraz przykłady obliczeń;
- wymagane wykresy;
- interpretację uzyskanych wyników (wnioski i spostrzeżenia) oraz zwrócenie uwagi na:
- sposób włączania przyrządów pomiarowych do układu pomiarowego;
- sposób odczytywania wyniku pomiaru, wyznaczanie błędu i dokładności pomiaru;
- dobór zakresu pomiarowego do wartości mierzonej oraz możliwości minimalizowania
błędu pomiaru.