Politechnika Lubelska		Laboratorium Metrologii
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 3
Nazwisko: Jagiełło	Imię: Magdalena		Semestr V	Grupa ED 5.3	Rok alkad. 1996/97
Temat ćwiczenia: Sprawdzanie wieloukładowych mierników magnetoelektrycznych.				Data wykonania 22.10.96	Ocena

I. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie z układami mierników o ustroju magnetoelektrycznym.Sprawdzenie dokładności badanego miernika. Określenie płynności regulacji miernika magnetoelektrycznego. Sprawdzenie dokładności badanego miernika po podłączeniu do niego bocznika zewnętrznego.

II. Program ćwiczenia.

1. Sprawdzenie miliwoltomierza na zakresie 60mV.

a) Układ pomiarowy:

b) Spis przyrządów użytych podczas ćwiczenia:

Vx- woltomierz magnetoelektryczny mV, , kl = 0.5,zakres 60[mV],R=20[Ω] PL-P3-233/E6,

Rd - rezystor dekadowy ,kl=0.05,PL-P3-517/E6,

R- rezystor suwakowy R, R = 3000, I = 0.18A, RL-K-025/E6,

Vw - woltomierz wzorcowy Vw kl=0.2, zakres 15V, PL-P3-652/E6,

E - zasilacz stabilizowany PL-P3-182-E6

c) Tabela pomiarowa :

lp.	Regulacja w górę					Regulacja w dół
-	αx	αw	Δα	Ux	Uw	αx	αw	Δα	Ux	Uw
-	[dz]	[dz]	[dz]	[mV]	[mV]	[dz]	[dz]	[dz]	[mV]	[mV]
1	5	10.0	0.0	4.0	4.0	73	150.0	-2.0	58.4	60.0
2	10	20.0	0.0	8.0	8.0	70	143.8	-1.9	56.0	57.5
3	15	30.2	-0.1	12.0	12.1	65	133.0	-1.5	52.0	53.2
4	20	40.6	-0.3	16.0	16.2	60	123.1	-1.5	48.0	49.2
5	25	50.8	-0.4	20.0	20.3	55	112.8	-1.4	44.0	45.1
6	30	61.1	-0.6	24.0	24.4	50	102.1	-1.1	40.0	40.8
7	35	71.3	-0.7	28.0	28.5	45	91.8	-0.9	36.0	36.7
8	40	81.7	-0.9	32.0	32.7	40	81.8	-0.9	32.0	32.7
9	45	91.8	-0.9	36.0	36.7	35	71.2	-0.6	28.0	28.5
10	50	102.2	-1.1	40.0	40.9	30	61.0	-0.5	24.0	24.4
11	55	112.6	-1.3	44.0	45.0	25	50.8	-0.4	20.0	20.3
12	60	123.0	-1.5	48.0	49.2	20	40.9	-0.5	16.0	16.4
13	65	133.1	-1.6	52.0	53.2	15	30.1	-0.1	12.0	12.0
14	70	143.7	-1.9	56.0	57.5	10	20.0	-0.0	8.0	8.0
15	73	150.0	-2.0	58.4	60.0	5	10.0	-0.0	4.0	4.0

c) Przykładowe obliczenia:

= x - (w/2) = 15-15.1 = -0.1[dz]

U=(zakres/l.działek)* α

Uw=(60[mV]/150[dz])*0.4[dz]=12.08[mV]

Ux=(60[mv]/75[dz])*15[dz]=12[mV]

Błąd dopuszczalny wynikający z klasy użytego przyrządu wynosi:

dop = kl*zn/100% = 0.5[%}*75[dz]/100[%] = 0.375[dz]

Wyznaczenie płynności regulacji napięcia:

wymagana płynność nie powinna być większa niż:

0.2*0.375[dz] = 0.075[dz]

Sprawdzenie płynności odbywa się dla zmiany rezystancji przy zmianie napięcia o 1dz.

75[dz] - 250.2[], 74[dz] - 253.8[] stąd mamy

Jak widać jest spełniony warunek, że 0.028dz<0.075dz

Klasa badanego przyrządu wynosi wiec(dla najbardziej niekorzystnego przypadku):

kl = 3 ( ta klasa nie jest zalecana przez PN, ale jest dopuszczona )

d) Wykres zależności Δα=f(αx) przy malejącym i wzrastającym napięciu

Krzywa oznaczona czarnymi kropkami - krzywa przy rosnącym napięciu

Krzywa oznaczona rombami - krzywa przy malejącym napięciu

Krzywa oznaczona gwiazdkami - krzywa błędów miernika jako amperomierza

wyznaczona metodą wykreślną dla punktu 2

2. Sprawdzenie miernika jako miliamperomierza na zakresie 30mA.

a) Schemat pomiarowy:

b) Spis przyrządów użytych podczas ćwiczenia

Aw- amperomierz magnetoelektryczny mVw, mAw kl = 0.2, PL-P3-642/E6,

Ax- woltomierz magnetoelektryczny mV, , kl = 0.5,zakres 60[mV],R=20[Ω] PL-P3-233/E6,

z włączonym bocznikiem zewnętrznym 30mA, kl=0.2,U=89,84[mV],nr.308153,

Rd - rezystor dekadowy ,kl=0.05,PL-P3-517/E6,

b) Tabela pomiarowa:

Zakres badanego i wzorcowego miernika wynosi 30[mA]

x	αw	Ix	Iw
[dz]	[dz]	[mA]	[mA]
73,5	150	29,4	30.0

c) Przykładowe obliczenia:

Ix =(zakres/l.działek)* w

Ix =(30[mA]/75[dz])*73.5[dz]=29.4[mA]

Dla miliwoltomierz mamy kl = 0.5, dla użytego bocznika mamy kl = 0.2.

Błąd wynikający z klasy przyrządu ( uwzględniając błąd użytego bocznika ) wynosi:

dop = klw*zn/100[%] = ( 0.5+0.2)[%]*75[dz]/100[%] = 0.525[dz]

Z podanych wyników łatwo obliczyć błąd znamionowy

zn = x - (w/2) = 73.5-75 = -1.5

Błąd miernika maksymalny δm

δm= αzn / αm *100[%] =1.5[dz]/75[dz]*100[%]=2[%]

Analizując błędy dla pozostałych punktów podziałki, korzystając z metody wykreślnej przyjmuję bardziej niekorzystny wykres błędów ( przy zmniejszaniu napięcia ) i stąd dostajemy następujące wyniki:

x	α
5	0.05
10	0.15
15	0.25
20	0.40
25	0.50
30	0.60
35	0.70
40	0.80
45	0.90
50	1.00
55	1.10
60	1.25
65	1.35
70	1.45
73	1.50

Rysunek przedstawiający charakterystyki błędów z których korzystałem przy określeniu błędów dla pozostałych punktów podziałki znajduje się w poprzednim punkcie.

3. Rozszerzenie zakresu pomiarowego woltomierz i sprawdzenie dokładności jego wskazań na tym zakresie.

a) Schemat pomiarowy:

b) Przyrządy użyte w ćwiczeniu

Vx- woltomierz magnetoelektryczny mV, , kl = 0.5,zakres 3[V],R=1500[Ω] PL-P3-233/E6,

Rd - rezystor dekadowy ,kl=0.05,PL-P3-517/E6,

R- rezystor suwakowy R, R = 3000, I = 0.18A, RL-K-025/E6,

E- zasilacz stabilizowany PL-P3-182-E6,

Vw - woltomierz wzorcowy Vw kl=0.2, zakres 15V, PL-P3-652/E6,

c) Wyznaczenie rezystancji dodatkowej;

Z wzoru Rd = Rp *(m-1) = 1500*(5-1) = 6000,
gdzie Rp - rezystancja woltomierza na zakresie 3V, m = 15V/3V = 5

c) Tabela pomiarowa:

lp.	Regulacja w górę					Regulacja w dół
-	αx	αw	Δα	Ux	Uw	αx	αw	Δα	Ux	Uw
-	[dz]	[dz]	[dz]	[mV]	[mV]	[dz]	[dz]	[dz]	[mV]	[mV]
1	14.8	30.0	-0.2	2.96	3.0	75.1	149.8	0.2	15	15
2	19.9	40.0	-0.1	3.98	4.0	70.2	139.8	0.3	14	14
3	24.8	50.0	-0.2	4.96	5.0	65.2	129.9	0.25	13	13
4	29.8	59.5	0.05	5.96	5.95	60.2	120.0	0.2	12	12
5	35.0	70.0	0.0	7.0	7.0	50.2	100.0	0.3	10	10
6	39.9	80.0	-0.1	7.98	8.0	40.1	80.1	0.05	8	8
7	45.1	90.0	0.1	9.02	9.0	29.8	59.1	0.2	5.9	5.9
8	50.0	100.0	0.0	10.0	10.0	20.0	39.3	0.35	4	3.9
9	55.1	110.5	0.15	11.02	11.5	15.0	30.0	0.0	3	3

d) Przykładowe obliczenia:

= x - 0.5w = 19.9[dz] - 0.5*40[dz] = -0.1

Ux=(zakres/l.działek)* x =15[v]/75[dz]*19.9[dz]=3.98[v]

Uw=15[v]/150[dz]*40[dz]=4[v]

Na podstawie uzyskanych wyników przedstawionych w postaci wykresu na poniższej charakterystyce możemy określić klasę badanego przyrządu:

δm= α / αm *100[%] =0.35[dz]/75[dz]*100[%]=0.46[%]

Stąd możemy stwierdzić, że klasa badanego przyrządu wynosi kl=0.5

e) Wykres zależności Δα=f(αx) przy wzrastającym i malejącym napięciu.

III. Wnioski.

Błąd dopuszczalny miernika wynosi: 75dz * 0,5(kl. dokł.) = 0,375 dz. Płynność regulacji nie może przekraczać 0,2 błędu dopuszczalnego miernika, zatem płynność ≤ 0,2 * 0,375dz = 0,075dz. Określenie pynności wykonuje się dla początku i końca skali. Na początku skali zmiana rezystancji przy zmianie napięcia o 1dz jest bardzo duża i warunek płynności regulacji jest spełniony z nadmiarem. Dla końca podziałki sprawdzenie jest już dużo dokładniejsze. Obliczona płynność wynosi 0,028dz i jest mniejsza od dopuszczalnej.

Na wykresie Δα = f(α) przedstawiono błędy dla ocyfrowanych podziałek miernika dla zakresu 60mV, dla końcowego punktu podziałki miernika dla zakresu 30mA oraz wykreślne wyznaczenie błędów dla pozostałych ocyfrowanych punktów podziałki miernika dla zakresu 30mA.

Drugi wykres Δα_3V = f(α) przedstawia błędy miernika dla zakresu 3V poszerzonego do 15V. Wykres ten różni się od wykresu Δα = f(α) ze względu na zastosowanie opornika dodatkowego. Opornik ten zmniejszył, i to znacznie, błąd miernika, co można uznać za pewnego rodzaju kompensację.

---