LABORATORIUM METROLOGII
Imię i Nazwisko Marcin Balun Wojciech Cocek |
Wydział Grupa ED5.4 |
|||
Data wyk. ćwiczenia 12.01.96 |
Temat ćwiczenia Pomiar techniczny oporności |
|||
Zaliczenie |
Ocena |
Data |
Podpis
|
|
Celem ćwiczenia było poznanie metody technicznej pomiaru rezystancji prądem stałym oraz metod pomiaru rezystancji wielkich.
. 1Pomiar rezystancji trzech danych oporów trzema omomierzami.
Schemat pomiarowy:
Aparatura pomiarowa:
Omomierz I - ; nr PL-K-027-E6; zakres ×10 oraz ×100; (pomiar na zakresie ×1 był niemożliwy, gdyż nie można było uzyskać elektrycznego zera, tzn. maksymalne- go wychylenia wskazówki);
Omomierz II - miernik uniwersalny ; nr PL-P3-479-E6; zakres 1kΩ oraz 100kΩ; (pomiar na zakresie MΩ był niemożliwy, gdyż nie można było uzyskać elektrycznego zera, tzn. maksymalnego wychylenia wskazówki)
Omomierz III - megaomomierz indukcyjny;. nr PL-P3-104-E6; prędkość obrotowa wirnika iduktora 160 obr./min.; napięcie indukowane 500V.
Tabela pomiarowa:
|
Rx1 |
Rx2 |
Rx3 |
Omomierz I |
40 Ω |
>100 kΩ |
>100 kΩ |
Omomierz II |
48 Ω |
>300 kΩ |
>300 kΩ |
Omomierz III |
<0,02 MΩ |
3 MΩ |
10 MΩ |
2. Pomiar rezystancji metodą techniczną.
a) układ z poprawnie mierzonym prądem
Schemat pomiarowy:
Aparatura pomiarowa:
V -miernik uniwersalny ; nr PL-P3-479-E6; zakres 10V; U = 0,1…1000V⇒I ≤ 51,5μA
A -miernik uniwersalny;; nr PL-P3-478-E6; zakres 0,25A; I = 0,05…1000A⇒U≤ 0,35V
R - rezystor suwakowy; nr PL-K-020-E6; R = 46Ω; Imax = 1,4A;
Źródło napięcia stałego: zasilacz stabilizowany 5V; nr PL-P3-721-E6.
Tabela pomiarowa:
L.p. |
UV |
IA |
RA |
Rx' |
Rx |
δm |
δs |
|
[V] |
[mA] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[%] |
[%] |
1 |
4,6 |
87,5 |
1,4 |
52,57 |
51,17 |
2,74 |
7,55 |
2 |
4,0 |
75,0 |
1,4 |
53,33 |
51,93 |
2,70 |
8,75 |
3 |
3,5 |
65,0 |
1,4 |
53,85 |
52,45 |
2,67 |
10,05 |
4 |
2,7 |
50,0 |
1,4 |
54,00 |
52,60 |
2,66 |
13,06 |
Przykładowe obliczenia:
RA = = 1,4 Ω
Rx' = = 53,33 Ω
Rx = - RA = 53,33Ω - 1,4Ω = 51,93 Ω
δm = = 2,70 %
;
δs = = 8,75 %
b) układ z poprawnie mierzonym napięciem
Schemat pomiarowy:
Aparatura pomiarowa:
V -miernik uniwersalny; nr PL-P3-479-E6; zakres 10V; U = 0,1…1000V⇒I ≤ 51,5μA
A -miernik uniwersalny; nr PL-P3-478-E6; zakres 0,25A; I = 0,05…1000A⇒U≤ 0,35V
R - rezystor suwakowy; nr PL-K-020-E6; R = 46Ω; Imax = 1,4A;
Źródło napięcia stałego: zasilacz stabilizowany 5V; nr PL-P3-721-E6.
Tabela pomiarowa:
L.p. |
UV |
IA |
RV |
Rx” |
Rx |
δm |
δs |
|
[V] |
[mA] |
[kΩ] |
[Ω] |
[Ω] |
[%] |
[%] |
1 |
4,50 |
87,5 |
194,2 |
51,43 |
51,44 |
-0,026 |
7,62 |
2 |
3,90 |
75,0 |
194,2 |
52,00 |
52,01 |
-0,027 |
8,85 |
3 |
3,45 |
65,0 |
194,2 |
53,08 |
53,09 |
-0,027 |
10,12 |
4 |
2,70 |
50,0 |
194,2 |
54,00 |
54,02 |
-0,028 |
13,06 |
Przykładowe obliczenia:
RV = = 194,2 kΩ
Rx” = = 52 Ω
Rx = = 52,01 Ω
δm = = -0,027 %
;
δs = = 8,85 %
3. Pomiar oporności skrośnej i powierzchniowej odchyłową metodą porównawczą prądową.
Schemat pomiarowy:
Aparatura pomiarowa:
Z - próbnik przebicia; nr PL-P3-127-E6;
V -miernik uniwersalny; nr PL-P3-479-E6; zakres 1000V;
BA - bocznik Ayrtona; typ RG-15; R1 = k*R2; R2 - wyjście = 10kΩ; nr PL-P3-362-E6;
G - galwanometr CL = 1,95÷5,22*10-9 A/dz; Rg = 1317Ω; Rkr = 180÷1400Ω; nr PL-P3-328-E6
Rp - rezystor porównawczy; R = 9 MΩ;
Próbki:
1 - d = 4,2 mm
2 - d = 6,75 mm
3 - d = 5,5 mm
d1 = 46 mm
d2 = 55 mm
d3 = 85 mm
d4 = 120 mm
Połączenie elektrod przy pomiarze oporności skrośnej a) i powierzchniowej b):
a) b)
Tabela pomiarowa do pomiaru oporności skrośnej:
Up=250V Rp=9MΩ kp=0,005 apl=64dz app=63dz apśr=63,5dz
L.p. |
Numer |
Mnożnik |
U |
alew |
apraw |
aśr |
Gr. próbki |
Rx |
ρS |
|
próbki |
bocznika |
[V] |
[dz] |
[dz] |
[dz] |
d [mm] |
[Ω] |
[Ω*mm] |
1 |
|
1 |
500 |
5 |
5 |
5 |
|
4,57*1010 |
1,81*1013 |
2 |
1 |
1 |
1000 |
9 |
10 |
9,5 |
4,2 |
4,81*1010 |
1,90*1013 |
3 |
|
1 |
500 |
12,5 |
13,5 |
13 |
|
1,76*1010 |
4,33*1012 |
4 |
2 |
1 |
1000 |
25 |
25 |
25 |
6,75 |
1,83*1010 |
4,50*1012 |
5 |
|
1 |
500 |
6 |
4 |
5 |
|
4,57*1010 |
1,38*1013 |
6 |
3 |
1 |
1000 |
11 |
10 |
10,5 |
5,5 |
4,35*1010 |
1,31*1013 |
Przykładowe obliczenia:
aśr =
Rx =
ρS =
Tabela pomiarowa do pomiaru oporności powierzchniowej:
L.p. |
Numer |
Mnożnik |
U |
alew |
apraw |
aśr |
Rx |
ρS |
|
próbki |
bocznika |
[V] |
[dz] |
[dz] |
[dz] |
[Ω] |
[Ω*mm] |
1 |
|
1 |
500 |
4 |
5,5 |
4,75 |
4,81*1010 |
1,69*1012 |
2 |
1 |
1 |
1000 |
10 |
11 |
10,5 |
4,35*1010 |
1,53*1012 |
3 |
|
1 |
500 |
45 |
46 |
45,5 |
5,08*1009 |
1,79*1011 |
4 |
2 |
0.5 |
1000 |
50 |
50 |
50 |
4,57*1009 |
1,61*1011 |
5 |
|
1 |
500 |
4 |
5,5 |
4,75 |
4,81*1010 |
1,69*1012 |
6 |
3 |
1 |
1000 |
10 |
11 |
10,5 |
4,35*1010 |
1,53*1012 |
Przykładowe obliczenia:
aśr =
Wnioski:
Do pomiaru dużych oporności stosuje się metodę techniczną w układzie poprawnie mierzonym prądzie, zaś do pomiaru małych oporności-układ z poprawnie mierzonym napięciem. Kryterium doboru układu pomiarowego zależy od rezystancji granicznej Rg= Ra Rv. Jeżeli mierzona rezystancja jest mniejsza od granicznej wówczas stosujemy układ z poprawnie mierzonym napięciem, w przeciwnym razie układ z poprawnie mierzonym prądem. Jak widać w ćwiczeniu prawidłowość doboru odpowiedniego układu wpływa znacząco na błędy pomiaru. W badanym przypadku przy pomiarze dużej rezystancji błąd pomiaru wynosił 2.6%, zaś po zastosowaniu układy do pomiaru małych rezystancji błąd wyniósł 0.026%. Na błąd systematyczny nie wpływa zastosowanie układu pomiarowego.
Przy pomiarze wielkich rezystancji np. rezystancje materiałów izolacyjnych wyznacza się ich rezystancję skrośną i rezystancję powierzchniową. Jest tu konieczne zastosowanie układu pomiarowego zasilanego napięciem od 100-1000V, a nawet większym. W układzie tym ważny jest dobór amperomierza z uwagi na bardzo małe wartości prądów płynących w obwodzie. Najczęściej stosuje się bardzo czułe mierniki elektromagnetyczne, np.galwanometry.