WYDZIAŁ ELEKTRONIKI, TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI
KATEDRA MIERNICTWA ELEKTRONICZNEGO
LABORATORIUM PODSTAW MIERNICTWA
GRUPA VIa
Ćwiczenie nr 6	Imię i nazwisko	JAROSŁAW MIECZKOWSKI
Temat: POMIARY	Data wykonania ćwiczenia	19.12.1997
ELEMENTÓW RLC	Data odbioru sprawozdania	9.1.1998
	Ocena zaliczenia
	Uwagi

Pomiary rezystancji mostkiem Wheatstone'a

Tabela 6.1 Tabela 6.2

R1 [Ω]	ΔRx [Ω]	ΔU [mV]	Su [mV/Ω]		R2 [Ω]	ΔRx [Ω]	ΔU [mV]	Su [mV/Ω]
10	200	10,1	0,051		10	10	10,3	1,030
100	21	10,2	0,486		100	7	11,2	1,600
1000	7	10,3	1,471		1000	7	10,5	1,500
10000	21	10	0,476		10000	7	10,8	1,543

S_u = ΔU / ΔR_x

Największą czułość otrzymano przy ustawieniu R₁ = 1000 Ω i R₂ = 100 Ω.

Pomiary małej rezystancji mostkiem Thomsona

Korzystając ze wzoru: R_x = (R_N / R) * R_P, gdzie R = 100Ω, R_N = 0,001Ω, a R_P = 1025Ω w pierwszym pomiarze i R_P = 6530Ω w drugim pomiarze:

R_x = 0,010 Ω w pierwszym pomiarze (ścieżka długości 5cm)

R_x = 0,065 Ω w drugim pomiarze (ścieżka długości 20cm)

Obliczona grubość ścieżki h: R_x= l / (k * d * h ) ⇒ h = l / (k * d * R_x), gdzie l - długość ścieżki, d - szerokość ścieżki, k - przewodność właściwa miedzi = 56 m / (mm² * Ω)

h = 0,044 mm - dla ścieżki długości 5 cm

h = 0,027 mm - dla ścieżki długości 20 cm

Pomiary pojemności kondensatora cyfrowym miernikiem RLC

C_x = 155 nF

Pomiary pojemności kondensatora o dużym współczynniku stratności D miernikiem E317A

Tabela 6.4

Rd [kΩ]	100	10	5	2	1	0,5
Cx [nF]	148	152	149	156	158	165
Dp	0,010	0,103	0,205	0,513	1,027	2,054
δCx [%]	4,5	1,9	3,9	0,6	1,9	6,4

C = 155 nF (wartość nominalna), D_p = 1 / (ωCR_d)

Tabela 6.5

R­d­ [Ω]	0	100	500	700	1000	2000
Cx [nF]	157	158	129	107	90	39
Ds	0,000	0,099	0,405	0,470	0,565	0,490
δCx	1,3	1,9	16,8	31,0	41,9	74,8

D_S = ωCR_d gdzie ω = 2 Π * 1 kHz.

Duży błąd pomiaru pojemności połączonej szeregowo z rezystancją R_p (dostatecznie dużą) wynika z tego że pojemność jaką wskazuje miernik zmniejsza się w bardzo szybkim tempie wraz ze wzrostem rezystancji R_p. Zmiany pojemności przy połączeniu równoległym rezystancji nie następują tak gwałtownie.

Pomiary kondensatorów o małych wartościach pojemności

C_max = 148 pF - maksymalne wskazanie miernika przy pomiarze przewodem bez ekranu

C_min = 102 pF - minimalne wskazanie miernika przy pomiarze przewodem bez ekranu

C₁ = 154 pF - wskazania miernika przy pomiarze przewodem w ekranie niedołączonym do masy

C₂ = 102 pF - wskazania miernika przy pomiarze przewodem w ekranie dołączonym do masy

Przy pomiarach kondensatorów o małych wartościach pojemności przewodem bez ekranu, na wynik pomiaru w dużym stopniu wpływają zakłócenia (mocne powyginanie przewodu powoduje zwiększenie wskazań miernika). Przy pomiarze przewodem w ekranie niedołączonym do masy miernik wskazuje zawyżoną wartość pojemności. Dołączenie ekranu do masy likwiduje zakłócenia, wynik pomiaru jest w tym przypadku najdokładniejszy. Przy pomiarach małych pojemności pomiar przy pomocy przewodu w ekranie jest nieodzowny.

Pomiar indukcyjności i rezystancji miernikiem RLC

L_x = 65,2 mH

R_x = 26,3 Ω

Impedancja dwójnika wyraża się wzorem: Z = jωL + R (ω = 2Πf, f = 1000 Hz).

czyli Z_x² = (26,3)² + (2*Π*1000*0,0652)² = (26,3)² + (409,66)² = 168513

Z_x = 410,5 Ω.

ϕ_x = arctg (ωL / R) = arctg (409,46 / 26,3) = arctg(15,57)

ϕ_x = 86,32°.

Pomiar pojemności kondensatora multimetrem cyfrowym Metex M - 4650

C_x = 0,155 μF - zmierzona wartość pojemności bez rezystora dekadowego.

Tabela 6.5

Rd [Ω]	50	20	10	7	5	4
Cx [nF]	156,21	156,40	159,3	165,24	174,64	184,51
δCx [%]	0,78	0,90	2,77	6,61	12,67	19,04

Multimetr cyfrowy E317A jest przyrządem dużo dokładniejszym od multimetru M-4650CR.

E317A przy niedużej wartości rezystancji bocznikującej - 0,5 kΩ (duży współczynnik stratności) wykazuje błąd pomiaru < 10%. Multimetr M-4650CR przy rezystancji bocznikującej 5 kΩ wykazuje błąd ≈ 10% podczas gdy multimetr E317A przy tej rezystancji wykazuje błąd pomiaru ≈ 1%.

---