Podstawy Metrologii
Ćwiczenie nr 1
Temat: Zasady opracowania sprawozdania
Data wykonania ćwiczenia:
Grupa nr: ..............................
Ocena:
.................................
1. ......................................................................
Data oddania sprawozdania:
1. ..................
2. ......................................................................
..............................
2. ..................
Prowadzący:
3. ...................................................................... 3. ..................
......................................
Uwagi prowadzącego:
Cel ćwiczenia:
- zapoznać z wykonywaniem pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych;
- nauczyć sposobów opracowania wyników pomiarów: przeprowadzania rachunku błędów, zasad za-pisu wyniku pomiaru, tworzenia wykresów, aproksymacji,
- zapoznać z możliwościami wykorzystania komputera w procesie opracowania wyników pomiarów.
Przebieg ćwiczenia:
W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci wykonują pomiary określone protokołem i wpisują ich re-zultaty do przygotowanych tabel.
Zadaniem domowym jest ręczne tzn. bez użycia wydruków komputerowych opracowanie sprawozdania według zaleceń podanych w poszczególnych punktach pomiarowych protokołu oraz zasad za-wartych w części teoretycznej.
Każdy ze studentów opracowuje sprawozdanie oddzielnie. Tabele sprawozdania winny zawierać wyniki pomiarów, wyniki wymaganych obliczeń pośrednich oraz wyniki końcowe.
Do oceny całości ćwiczenia należy przedłożyć oryginał protokołu pomiarów oraz wykonane przez każdego ze studentów sprawozdanie wraz z wnioskami. Ocenie podlegać będzie rzetelność przeprowadzonych obliczeń oraz staranność i poprawność wykonanych wykresów.
1. Zapoznanie z wyposażeniem stanowiska pomiarowego
Na podstawie oględzin przyrządów na stanowiskach, wskazówek prowadzącego oraz instrukcji ob-sługi przyrządów pomiarowych sporządzić wykaz przyrządów pomiarowych wykorzystywanych w ćwi-czeniu oraz wykaz ich parametrów i wypełnić tabelę 1.1 i 1.2.
Tabela 1.1. Wykaz przyrządów pomiarowych.
Oznaczenia na
Lp.
Nazwa przyrządu
Typ
Producent
schematach
Zasilacz napięcia
1.
stałego
Multimetr
2.
Analogowy
Multimetr
3.
Cyfrowy
4.
Generator
Tabela 1.2. Zestawienie parametrów wykorzystywanych przyrządów pomiarowych.
Nazwa
Funkcja
Nazwa
Lp.
i typ
Wartość parametru
pomiaro-
parametru
przyrządu
wa
Zasilacz
1.
napięcia
Zakresy napięcia
stałego
Zakresy pomiaro-
we
UDC
mV
V
Multimetr
R
wew
2.
analogowy
klasa
Zakresy
µA
I
pomiarowe
DC
mA
klasa
Zakresy pomiaro-
we
3.
Multimetr
UDC
Błąd
cyfrowy
podstawowy
Zakresy
pomiarowe
1
1. Jednokrotny pomiar napięcia na zaciskach zasilacza napięcia stałego U = 100mV
V
V
VC
VA
Z
Rys. 1. Schemat układu pomiarowego do pomiaru napięcia.
Zadanie pomiarowe: W układzie jak na rys.1 i przy określonym przez prowadzącego napięciu zasilacza, dokonać jednokrotnego pomiaru napięcia UC i UA woltomierzem cyfrowym VC i analogowym VA.
Wyniki zanotować w tabeli 2. W tabeli 1.2 zapisać dane niezbędne do wyznaczania błędów granicznych.
Tabela 2. Wyniki jednokrotnego pomiaru napięcia zasilacza.
Zakres woltomierza cyfrowego
Zakres woltomierza analogowego
UZC = ...........................
UZA = ...........................
UC
UA
mV
mV
Zalecenia dotyczące opracowania wyników pomiarów: Korzystając z zależności obowiązujących dla pomiarów technicznych wyznacz graniczny przedział ufno-
ści, wynik pomiaru i dokładność pomiaru. Wyniki zapisz w odpowiedniej tabeli.
2. Seria pomiarów napięcia na zaciskach zasilacza napięcia stałego.
U = 100mV
V
V
Z
C
Rys. 2. Schemat układu pomiarowego do pomiaru napięcia.
Zadanie pomiarowe:
W układzie jak na rys. 2 i przy zadanym napięciu zasilacza jak w punkcie 1, dokonać 15 pomiarów na-pięcia UC woltomierzem cyfrowym VC (poszczególne pomiary należy wyzwalać ręcznie wykorzystując multimetr APPA207. Wyniki zanotować w tabeli 3.
2
Tabela 3. Wyniki serii pomiarów napięcia zasilacza.
Zakres woltomierza UZC = ..................
Lp.
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
UC
mV
Zalecenia dotyczące opracowania wyników pomiarów: Korzystając z zależności obowiązują-
cych dla pomiarów laboratoryjnych o średniej dokładności wyznacz graniczny przedział ufności, wyniki pomiaru i dokładność pomiaru. W odpowiednio skonstruowanej tabeli zamieść również wyniki obliczeń błędów cząstkowych granicznego przedziału ufności.
3. Pomiar mocy czynnej
A
V
R
VC
Z
Rys. 3. Schemat układu pomiarowego do pomiaru mocy czynnej.
Zadanie pomiarowe: W układzie jak na rys. 3 dokonać jednorazowych odczytów wskazań amperomierza i woltomierza cyfrowego VC dla ustalonych natężeń prądu w obwodzie, równych w przybliżeniu: 8,0 %,
8,4 %,
8,8 %,
9,2 %,
9,6 %
i 10,0 %
wartości znamionowej prądu IN rezystora R.
Wyniki zanotować w tabeli 4. W tabeli z wykazem aparatury zapisać dane niezbędne do wyznaczania błędów granicznych oraz wartość rezystancji wejściowej woltomierza.
Zalecenia dotyczące opracowania wyników pomiarów: Korzystając z zależności obowiązują-
cych dla pośrednich pomiarów technicznych wyznacz wartości mierzonej mocy w kolejnych pomiarach, wyniki pomiarów i dokładności pomiarów. Za wartość mierzonej mocy przyjmij iloczyn wskazań woltomierza i amperomierza:
P = IA x UV
W obliczeniach błędów pomiń błąd metody związany z poborem prądu przez woltomierz cyfrowy (posia-da on dużą rezystancje wewnętrzną).
Wyniki końcowe i wyniki obliczeń pośrednich umieść w odpowiedniej tabeli.
Na podstawie przeprowadzonych pomiarów:
- sporządź wykres P = f(UV),
- nanieś na niego obliczone w poszczególnych punktach graniczne przedziały ufności.
-
3
Tabela 4. Wyniki pomiaru prądu i napięcia w układzie z rys.4.
IN = ............................
Lp.
IA
UV
-
mA
V
1
2
3
4
5
6
4