zastosowanie elektrycznych mierników analogowych123


17 XI 2006

Metrologia 2 - Laboratorium

Gr. 10 B

Ćwiczenie nr 1:

Zastosowanie elektrycznych mierników analogowych

Nikodemowicz Paweł

Pasionek Waldemar

Rataj Maciej

Syrek Paweł

Wołoszyn Jerzy

Celem ćwiczenia było nabycie umiejętności wykorzystywania możliwości metrologicznych mierników pomiarowych, wyznaczanie błędów pomiarowych bezpośrednich, pośrednich oraz poznanie zasadniczych rodzajów mierników elektrycznych.

Ćwiczenie 1.

Wyznaczenie stałej podziałki dla kilku zakresów amperomierza, woltomierza i watomierza.

Amperomierz (mA):

Zakres: 300, 150, 75

Obwód prądu stałego, o ustroju magnetoelektrycznym, pracujący w pozycji poziomej, napięciu probierczym 3kV, wskaźnik klasy dokładności 0.5

Woltomierz (V):

Zakres: 75, 30, 15

Obwód prądu stałego, o ustroju magnetoelektrycznym, pracujący w pozycji poziomej, napięciu probierczym 3kV, wskaźnik klasy dokładności 0.5

Watomierz (W):

Zakres:

Cewki prądowej: 0.5,1

Cewki napięciowej: 400,200,100

Obwód prądu stałego i przemiennego, ustrój ferrodynamiczny, pozycja pracy pozioma, napięcie probiercze 2kV, wskaźnik klasy dokładności 0.5

Amperomierz

Zakres [mA]

300

150

75

Cp [mA/dz]

1

0.5

1

Woltomierz

Zakres [W]

75

30

15

Cp [V/dz]

1

1

0.5

Watomierz

Cewka

400V

1A

200V

1A

100V

1A

400V

0.5A

200V

0.5A

100V

0.5A

Cp [W/dz]

4

2

1

2

1

0.5

Ćwiczenie 2

Wyznaczanie czułości omomierza magnetoelektrycznego.

0x01 graphic

Lp.

Xo

X1

ΔX

αo

α1

Δα

S

 

[ Ω ]

[ Ω ]

[ Ω ]

[ ˚ ]

[ ˚ ]

[ ˚ ]

[ ˚/Ω ]

1

11

13

2

7,5

9

1,5

0,750

2

21

25

4

15

16,5

1,5

0,375

3

55

59

4

30

31,5

1,5

0,375

4

106

113

7

45

46,5

1,5

0,214

5

214

229

15

60

61,5

1,5

0,100

6

310

359

49

67,5

70,5

3

0,061

7

506

600

94

75

76,5

1,5

0,016

Czułość omomierza magnetoelektrycznego wyznaczamy ze wzoru:

0x01 graphic
gdzie :

0x01 graphic
przyrost kąta w stopniach odpowiadający 0x01 graphic

0x01 graphic
przyrost oporności na skali pomiędzy opisaną działką omomierza a

najbliższą działką nie opisaną

Na podstawie wyników sporządziliśmy dwie charakterystyki:

0x01 graphic

0x01 graphic

Z przeprowadzonych pomiarów zauważamy że wraz ze wzrostem rezystancji, wartość czułości S maleje.

Ćwiczenie 3

Pomiar napięcia stałego woltomierzem magnetoelektrycznym.

Pomiary zostały wykonane w trzech przedziałach wartości napięć, dla każdego przedziału napięć wykonywane były pomiary dwóch wartości napięć w danym przedziale dla każdego zakresu woltomierza.

0x01 graphic

klasa

Zakres

ΔUp max

U

δp

[ - ]

[ V ]

[ V ]

[ V ]

[ % ]

 

15

0,075

2

3,750

0.5

30

0,150

2

7,500

 

75

0,375

2

18,750

 

15

0,075

4

1,875

0.5

30

0,150

4

3,750

 

75

0,375

4

9,375

 

15

0,075

7

1,071

0.5

30

0,150

7

2,143

 

75

0,375

7

5,357

 

15

0,075

9

0,833

0.5

30

0,150

9

1,667

 

75

0,375

9

4,167

 

15

0,075

11

0,682

0.5

30

0,150

11

1,364

 

75

0,375

11

3,409

 

15

0,075

14

0,536

0.5

30

0,150

14

1,071

 

75

0,375

14

2,679

Wartości otrzymane w tabeli obliczono według następujących wzorów:

0x01 graphic

0x01 graphic

Ćwiczenie 4

Pomiar pośredni rezystancji metodą techniczną

Metoda techniczna pomiaru rezystancji polega na wyznaczeniu jej wartości z prawa Ohma.

Wartość oporności wyznaczamy z zależności:

0x01 graphic

Pomiar ten obarczony jest błędem systematycznym, wynikającym z niedokładności metody pomiarowej, dlatego ten błąd należy wyeliminować.

Rzeczywista wartość rezystancji opornika obliczamy ze wzoru :

0x01 graphic

0x01 graphic
to oporność wewnętrzna woltomierza

0x01 graphic

Wyznaczamy wartości bezwzględnego błędu granicznego 0x01 graphic
:

0x01 graphic

Błąd średni kwadratowy:

0x01 graphic

0x01 graphic

Lp.

U

I

R

Rx

ΔU

ΔI

ΔRx

ΔRxs

 

[ V ]

[ A ]

[ Ω ]

[ Ω ]

[ V ]

[ A ]

[ Ω ]

[ Ω ]

1

1

0,0050

200,0

208,3

0,005

0,000025

2,00

1,41

2

2

0,0100

200,0

208,3

0,01

0,00005

2,00

1,41

3

3

0,0150

200,0

208,3

0,015

0,000075

2,00

1,41

4

4

0,0200

200,0

208,3

0,02

0,0001

2,00

1,41

5

5

0,0250

200,0

208,3

0,025

0,000125

2,00

1,41

6

6

0,0300

200,0

208,3

0,03

0,00015

2,00

1,41

7

7

0,0350

200,0

208,3

0,035

0,000175

2,00

1,41

8

8

0,0400

200,0

208,3

0,04

0,0002

2,00

1,41

9

9

0,0450

200,0

208,3

0,045

0,000225

2,00

1,41

10

10

0,0525

190,5

198,0

0,05

0,000263

1,90

1,35

11

11

0,0575

191,3

198,9

0,055

0,000288

1,91

1,35

12

12

0,0625

192,0

199,7

0,06

0,000313

1,92

1,36

13

13

0,0700

185,7

192,9

0,065

0,00035

1,86

1,31

14

14

0,0750

186,7

193,9

0,07

0,000375

1,87

1,32

15

15

0,0800

187,5

194,8

0,075

0,0004

1,88

1,33

Ćwiczenie 5.

Poszerzanie zakresu pomiarowego woltomierza magnetoelektrycznego

0x01 graphic

Lp.

Uw [V]

Ub [ V ]

ΔU=Ub-Uw

1

1,4

1,5

0,1

2

2,8

3

0,2

3

4,4

4,5

0,1

4

5,8

6

0,2

5

7,3

7,5

0,2

Wnioski:

Widzimy wyraźnie, iż czułość omomierza magnetoelektrycznego maleje gwałtownie, wraz ze wzrostem wartości rezystancji, która mierzymy (wykresy). Tak więc pomiar mniejszych wartości rezystancji jest dokładniejszy.

Dla woltomierza magnetoelektrycznego błąd graniczny jest stały dla danego zakresu i niezależny od mierzonego napięcia. Im mniejszy zakres tym błąd graniczny jest mniejszy. Błąd względny jest zależny od wartości mierzonego napięcia. Im większe mierzone napięcie tym jest on mniejszy. Dla jednej wartości mierzonego napięcia błąd względny jest mniejszy dla mniejszego zakresu pomiarowego. Ogólnie rzecz ujmując im większy zakres, tym większe błędy.

Pomiar rezystancji może być wykonywany dwoma metodami bezpośrednią przy pomocy omomierza (wskazówkowego albo elektronicznego) jak również metoda pośrednią zwaną metodą techniczną, w której wykorzystujemy zależność wynikająca z prawa Ohma, należy jednak pamiętać o tym że podczas pomiaru należy uwzględnić również rezystancję wewnętrzną woltomierza, ponieważ używany woltomierz nie jest woltomierzem idealnym.

Wyznaczamy tutaj błąd bezwzględny graniczny, jednak w praktyce pomiarowej bardzo rzadko zdarza się, aby przy pomiarach pośrednich błędy graniczne wszystkich wielkości mierzonych bezpośrednio miały ten sam znak. W związku z tym wyznaczamy dodatkowo błąd średni kwadratowy, wyrażający z większym prawdopodobieństwem realny błąd pomiaru w przypadku dużej liczby mierzonych wielkości. Pomiary rezystancji przy pomocy amperomierza i woltomierza obarczone są błędami maksymalnymi, które związane są z dokładnością zastosowanych mierników, które wyznaczamy na podstawie ich klas dokładności.

W przypadku poszerzenia zakresu woltomierza magnetoelektrycznego poprzez szeregowe podłączenie rezystancji musimy liczyć się z utratą dokładności wskazań. W naszym przypadku zwiększyliśmy trzykrotnie zakres woltomierza MUR 2a ( z 2,5 na 7,5V). W efekcie przeprowadzonych pomiarów widzimy, że wartość napięcia wskazywanego przez badany miernik różni się od wartości rzeczywistej, czyli wskazywanej przez miernik wzorcowy. Różnice wynoszą 0,1-0,2 V.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
zastosowanie elektrycznych mierników analogowych
Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych sprawko 1
Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych Rev
Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych, sprawozdanie z mierników, 27
Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych moje
Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych Rev
Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych
Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych
Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych sprawko 1
Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych moje
7 - mierniki analogowe i cyfrowe, Transport Polsl Katowice, 4 semesr, Rok2 TR, Elektrotechnika
Prądy i napięcia - mierniki analogowe, elektronika, stodia czyjeś
Podstawy elektroniki i miernictwa2
Operat 4 - pomiar kątów, Informatyka, Elektrotechnika i miernictwo, miernictwo 2
Elektroniczne układy analogowe i cyfrowe, Filtr aktywny dolnoprzepustowy

więcej podobnych podstron