WYDZIAŁ ELEKTRONIKI TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI KATEDRA MIERNICTWA ELEKTRONICZNEGO LABORATORIUM PODSTAW MIERNICTWA GRUPA 4A
Ćwiczenie nr 1	Imię i nazwisko	informatyka
	Data wykonania ćwiczenia	2 marzec 99
Podstawowe mierniki	Data odbioru sprawozdania	10 marzec 99
i pomiary elektryczne	Ocena zaliczenia
	Uwagi i podpis

1. Protokół pomiarów

6.4.2. Wzorcowanie woltomierza

Tabela 6.1

Ub [V]	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
Uw [V]	0.500	0.999	1.490	1.983	2.477
ε [mV]	0	1	10	17	23
δ [%]	0,000	0,100	0,667	0,850	0,920

6.4.3. Pomiar rezystancji wewnętrznej woltomierza metodą podstawiania (przed włączeniem zasilania rezystor dekadowy ustawić na R_max !)

I_w = 0.490mA, R_d = R_v = 50510Ω.

6.4.4. Zmiana zakresu pomiarowego woltomierza

R_d = R_p = 51700Ω.

Tabela 6.2

Ub [V]	1	2	3	4	5
Uw [V]	1.011	2.005	3.012	3.991	4.993
ε [mV]	11	5	12	9	7
δ [%]	1,100	0,250	0,400	0,225	0,140

6.4.5. Pomiary miliamperomierzem magnetoelektrycznym

Tabela 6.3

Ib [mA]	10	20	30	40	50	60	70	75
Iw [mA]	10.28	20.11	30.20	40.29	50.70	60.61	70.29	75.33
ε [μA]	280	110	200	290	700	610	290	330
δ [%]	2,800	0,550	0,667	0,725	1,400	1,017	0,414	0,440

6.4.6. Pomiary omomierzem (przed włączeniem zasilania rezystor dekadowy ustawić na R_max !)

Tabela 6.4

α/αmax	1	0.9	0.8	0.7	0.6	0.5	0.4	0.3	0.2	0.1
Rw [Ω]	0	280.0	620.0	1080.0	1680.0	2510.0	3750.0	5800.0	9890.0	21600.0

Tabela 6.5

α/αmax	Rw	+ ΔRw	− ΔRw	+ ΔRw Rw	− ΔRw Rw
0.1	21600.0	5500,0	3700,0	0,255	0,171
0.5	2510.0	190,0	180,0	0,076	0,072
0.9	280.0	60,0	70,0	0,214	0,250

6.4.7.1. Pomiary napięcia z wykorzystaniem funkcji pamiętania wyniku oraz wartości maks. i min.

U_m = 9,995V.

Tabela 6.6

Tryb pracy		Wskazania multimetru
1	Normalny	Na bieżąco reaguje na zmianę napięcia
2	Pamiętania	Zapamiętuje obecny wynik i ignoruje następne
3	pamiętania maks.	Wyświetla tylko większe napięcia od zapamiętanego, mniejsze ignoruje
4	pamiętania min.	Wyświetla tylko mniejsze napięcia od zapamiętanego, większe ignoruje

6.4.7.2. Pomiar rezystancji w trybie normalnym i przyrostowym

Tabela 6.7

Nr rezystora	1	2	3	4	5
Ri [kΩ]	8,150	8,088	8,016	8,140	8,077
ΔRi [kΩ]	0	-0,062	-0,132	-0,010	-0,083
Ri'= R1 + ΔRi [kΩ]	8,150	8,088	8,018	8,140	8,067

6.5 Opracowanie wyników

6.5.1

Przykładowe obliczenia:

Tabele 6.1, 6.2, 6.3

U_b = 1.5 V U_w = 1,490V

ε = |1,500-1,490| = 0,010V = 10mV

Tabela 6.5

α = 0.5 R_w = 2510,0 Ω

-R_w = 2330,0 Ω +R_w = 2700,0 Ω

+ΔR_w = 2510,0-2330,0 = 180 Ω - ΔR_w = 2700,0-2510,0 = 190 Ω

Tabela 6.7

R₁ = 8,150 kΩ ΔR₃= -0,062kΩ R₃'= R₁+ΔR₃=8,150-0,062 = 8,018kΩ

6.5.2.

Interpretacja wykresów.

Wzorcowanie woltomierza zarówno w wersji podstawowej jak i z rozszerzonym zakresem pomiarowym przebiegło zgodnie z oczekiwaniami. Nie stwierdziłem żadnych większych odchyłek w porównaniu ze wskazaniami woltomierza wzorcowego. Woltomierz posiadał klasę dokładności 2, więc max. błąd to 2%. Największy zaobserwowany błąd względny (1,088%) mieści się jeszcze w dopuszczalnej normie. Nieco gorzej sytuacja wygląda w przypadku amperomierza. Podobnie jak woltomierz, posiadał on klasę dokładności 2. Największy zaobserwowany błąd względny wynosił 2,724% , zatem jest większy niż dopuszcza norma. Chciałbym zwrócić uwagę, że tak duży błąd względny powstał tylko w przypadku jednego pomiaru (pozostałe 7 pomiarów mieści się w normie), co może sugerować wystąpienie błędu przypadkowego lub niewielkiego błędu grubego, np. niedokładnie ustawiony prąd na amperomierzu badanym. Badany amperomierz nie był wyposażony w lusterko, co mogło spowodować błąd paralaksy (nierównoległe patrzenie na przyrząd w czasie odczytywania pomiarów).

6.5.3

W trakcie ćwiczenia zmierzyłem opornik badany i stwierdziłem, że :

Na podstawie wykreślonej krzywej ustaliłem, że wartość rezystora badanego wynosiła około 9000Ω . Porównując to jednak z wynikami z tabeli 6.7 łatwo zauważyć, że metoda odczytywania rezystancji z wykresu jest bardzo niedokładna. W tym przypadku błąd bezwzględny wynosił około 1000Ω, błąd bezwzględny natomiast 11%. Na tej podstawie stwierdzam, że metoda ta jest raczej mało przydatna do określania rezystancji.

6.5.4

Rezystancja posobnika wyraża się wzorem: R_p = (n-1)R_V , przy czym n to mnożnik zakresu pomiarowego.

Skoro rozszerzyłem zakres pomiarowy z 2,5V do 5V to n=5/2,5=2. Podstawiając do wzoru otrzymałem wartość obliczoną posobnika R_p = (2-1)R_V = R_V = 50510Ω . Eksperymentalnie dobrałem wartość posobnika R_p = 51700Ω. Tak więc rozbieżności pomiędzy nimi wynoszą 1190Ω. Ich przyczyną jest najprawdopodobniej brak możliwości dokładnego stwierdzenia dla jakiej wartości posobnika zakres został rozszerzony dwukrotnie. Mam na myśli fakt, że zmiana rezystancji posobnika o np. 100Ω wywoływała ledwo zauważalną zmianę wychylenia wskazówki.

6.5.5

Przyczyny asymetrii czułości omomierza przy odchyleniach ujemnych i dodatnich w punkcie α/αmax=0,9 można łatwo wyjaśnić nieliniowością wychylenia omomierza w zależności od zmiany rezystancji. Widać to doskonale na krzywej skalowania omomierza.

6.5.6

W związku z tym, że wykonano 5 pomiarów, można zastosować następujące wzory:

Z kolei do wyznaczenia odchylenia standardowego posłużono się wzorem o następującej postaci:

Odchyłka standardowa wynosi więc 53,99 Ω. Jest to zaledwie 0,6% wartości średniej.

6.5.7

Celem ćwiczenia było zaprojektowanie uniwersalnego miernika elektrycznego o schemacie danych pokazanych na ilustracji:

I_z=1mA kl. 0,5 R_d

+ 50mA 10mA 2mA 1V 5V

200mV

Obliczam Rd :

U_v = R_A *I_Z = 20mV

Obliczam Rw1...Rw3 :

gdzie :

Czyli :

Obliczam Rw4 i Rw5 :

Ostatecznie otrzymałem następujące wartości:

R_d=180Ω R_W1=8Ω R_W2=32 Ω R_W3=160Ω R_W4=400Ω R_W5= 2000Ω

Strona 1

α/α_max = 0,21

mA

Rw111

Rw2

Rw4

Rw3

Rw5

₁=200mV

Rd

Ra=20Ω

---