Sprawozdanie z laboratorium z metrologii
Ćw. 5: Pomiary napięć zmiennych
Ad 4.1
Charakterystyka I = f(U) pojedynczej diody została wyrysowana bezpośrednio w oparciu o pomiary
dokonane w czasie laboratorium: prąd I oraz napięcie U . Aby wyrysować charakterystykę 2 diod
D D
połączonych szeregowo korzystałem z prądu I oraz napięcia U = 2*U . Aby wyrysować
D 2D D
charakterystykÄ™ R = 2000© + R = 2151,3©, korzystaÅ‚em z prawa Ohma.
P A
Wyrysowanie ostatniej z charakterystyk polegało na prostym zsumowaniu charakterystyk R i 2
p
diod:
1,6
1,4
1,2
1
1 dioda
0,8
R = 2151,3 ohm
2 diody
0,6
Suma 2 diod i R
0,4
0,2
0
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
U[V]
Jak widać, charakterystyki są funkcjami parzystymi, co na ogół nie jest prawdą wobec diod 
wynika to z budowy mostka prostowniczego, gdzie prąd zawsze płynie zgodnie z polaryzacją diod.
Ad. 4.2 oraz 4.5
Korzystając z tablic 2 i 4 można wykreślić krzywe skalowania U = f(I) woltomierza wartości
szczytowych i średnich:
4,5
4
3,5
3
2,5
//wartość szczytowa
2
//wartość średnia
1,5
1
0,5
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
U[V]
I[mA]
I[mA]
Ad. 4.6
WiedzÄ…c, że R = 10© oraz korzystajÄ…c z tablicy 5 można obliczyć minimalnÄ… wartość chwilowej
N
rezystancji wejściowej woltomierza prostownikowego szczytowego:
U =U =0,122[V ]
RN 10
U
RN
iwe= =0,0122[ A]
RN
uwe=U =4,24[V ]
20
uwe
rmin= =347,5409836 [©]H"347,54[©]
iwe
Ad. 4.7
PamiÄ™tajÄ…c, że używaliÅ›my rezystora 1M© i korzystajÄ…c z tablicy 6 można obliczyć moduÅ‚
impedancji wejściowej woltomierza V-640 dla częstotliwości 1 kHz i 10 kHz. Przykładowo, dla
1 kHz:
U -U =1-0,43352[V ]=0,56648[V ]
a b
U -U
0,56648
a b
I= = [ A]=5,6648Å"10-7[ A]
R
10-6
U
b
#"Z#"= =765287,3888[©]H"765,28739 [k ©]
I
Analogicznie obliczyÅ‚em moduÅ‚ impedancji dla 10 kHz otrzymujÄ…c |Z| = 104,37687 k©.
Można wyciągnąć następujące wniosek, że im większa częstotliwość tym mniejsza impedancja.
Wynika on z pojemnościowego charakteru impedancji:
1 1
Z= =
j ÉC jÅ"2 Ä„ fÅ"C
Ad. 4.8
Błąd względny pomiaru bez użycia sondy oblicza się w poniższy sposób:
U -U
1,0-0,48785Å"100 %=51,215%
Nom Pom
Ã= Å"100 %=
U 1,0
Nom
Dla porównania, przy użyciu sondy wielkich częstotliwości błąd względny wynosi 3,42%. Z tego
względu korzystanie z sond jest koniecznością  błędy rzędu 50% sprawiają, że pomiary są
zupełnie niewiarygodne.
Ad. 4.9
ME-21 mierzy wartość skuteczną, dlatego korzystam z współczynnika kształtu (a nie
współczynnika szczytu). Pamiętając, że współczynnik kształtu przebiegu sinusoidalnego wynosi
2
1,11, trójkątnego , a prostokątnego 1 można łatwo określić mnożnik poprawkowy.
(3)
"
Przykładowo dla przebiegu trójkątnego:
2
F
(3)
"
X
k= = =1,040270755H"1,04
F 1,11
sin
U =U Å"k=99,0337759[mV ]H"99,0 [mV ]
r pom
Wyniki analogicznych obliczeń znajdują się w tablicy 8.
Ad. 4.10
Napięcie międzyszczytowe jest równe U  U . Wiedząc to można łatwo odczytać potrzebne
max min
wartości z wydruku.
T = 99 s; T = 101 s; T = 98 s;
sin pro tr
U = 6 V; U = 6,02 V; U = 5,94 V;
sin pro tr
Ad. 4.11
Pomiar jest najdokładniejszy, gdy próbki są zbierane, przy wysokiej wartości napięcia. W tym
fragmencie wykresu, funkcja sinus ma największe zakrzywienie, czyli próbki dają o niej najlepszą
informację. Błąd jest największy w miejscach zerowych. Wprowadzenie do przebiegu zakłóceń
harmonicznych spowodowało zwiększenie wartości błędu, jeżeli próbkowanie wypadło w czasie
zbliżania się przebiegu do połowy jego maksimum.