POLITECHNIKA ŚLĄSKA

W GLIWICACH

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY SEM.4

POMIAR PRĄDU I NAPIĘCIA STAŁEGO

PROWADZĄCY: dr inż. Janusz Guzik

WPROWADZENIE

Przyłączenie przyrządu pomiarowego do obwodu powoduje zmianę wartości wielkości mierzonej. Zostaje naruszony stan energetyczny badanego obwodu, w wyniku czego powstaje dodatkowy błąd tzw. błąd metody.

W praktyce pomiarowej dąży się do tego, aby błąd metody był możliwie mały.

W przypadku pomiaru napięcia woltomierzem o rezystancji wewnętrznej R_V, możemy mówić o względnym błędzie metody. Jednak błąd metody pomiaru napięcia zależy nie tylko od rezystancji woltomierza, ale również od parametrów układu zastępczego,

R_Z - rezystancji zastępczej, jak również R₀ - rezystancji obciążenia.

Względne błędy pomiaru napięcia są pomijalnie małe jeśli R_V>>R parametrów zastępczych w obwodzie. W praktyce przyjmuje się, że błąd metody powinien być co najmniej 10-krotnie razy mniejszy od błędu pomiaru wynikającego z niedokładności przyrządów pomiarowych.

Woltomierze magnetoelektryczne są najczęściej stosowanymi przyrządami do pomiarów napięć stałych. Budowane są jako przyrządy wielozakresowe, ich klasy dokładności mieszczą się w granicach od 0,1 do 1,5.

Dla woltomierzy rezystancję wewnętrzną R_V podaje się często jako rezystancję przypadającą na 1V napięcia znamionowego np. 1000/V na zakresie 7,5V daje R_V = 7,5 k.

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadami poprawnego doboru woltomierzy , ich parametrów charakterystycznych w zależności od zakresu i wymaganej dokładności pomiaru, sposobu określania błędów pomiarowych oraz sposoby poszerzania zakresów pomiarowych

E R₁

R

₂ U₂ R_V

TABELA POMIAROWA

R1	R2	U1	U2	RV
10	10	10	1,15	1,5
10	10	20	6,1	7,5
10	10	30	11	15
10	10	40	17,5	30
10	10	50	21,5	30
R1	R2	U1	U2	RV
8	2	10	0,65	0,75
8	2	20	2,53	3
8	2	30	5	7,5
8	2	40	6,7	7,5
8	2	50	9	15
R1	R2	U1	U2	RV
6	4	10	0,22	3
6	4	20	0,61	7,5
6	4	30	10,5	15
6	4	40	13,5	15
6	4	50	18,5	40

OBLICZENIA

U2	E	ESUR		EPOP
5	10	2,3	6,7	5,4
10	20	12,2	8	4,4
15	30	22	6	14
20	40	35	7,8	30
25	50	43	7	36
U2	E	ESUR		EPOP
2	10	3,25	6,75	3,5
4	20	12,65	7,35	5,3
6	30	25	5	20
8	40	33,5	6,5	30
10	50	45	5	40
U2	E	ESUR		EPOP
4	10	0,55	9,45	8,9
8	20	7,53	12,47	16,87
12	30	26,25	3,75	22,5
16	40	33,75	6,25	27,5
20	50	46,25	3,75	42,5

p i	p i	δp i	p r	p r	δ p r	r 1	r 2
2	0,0007	0,035	2	0,0009	0,045	0,005	0,005
1,25	0,0002	0,016	5	0,0003	0,006	0,004	0,001
1,66	0,0005	0,028	2,5	0,0005	0,024	0,003	0,002

U2	EPOP	E1	E2		δ
6,000	8,333	8,85	2,3	1,667	0,651
17,647	11,333	13,91	3,4	8,667	0,278
28,125	16,000	19,00	6	14,000	16,461
38,709	20,666	22,52	25	19,334	17,752
48,387	25,833	28,51	29	24,167	16,462
U2	EPOP	E1	E2		δ
1,578	12,666	7,41	3,25	2,666	0,533
8,571	9,333	9,88	2,05	10,667	0,675
19,565	9,199	10,00	15	20,808	0,292
27,086	12,266	13,22	24,5	27,734	0,590
39,473	12,666	14,00	35	37,334	0,440
U2	EPOP	E1	E2		δ
6,666	6,000	9,67	0,55	4,000	0,725
16,666	9,601	19,01	1,53	10,399	1,073
27,272	13,221	19,25	18,75	10,779	6,684
36,363	17,658	19,75	21,25	22,372	3,454
48,192	20,752	22,25	38,75	29,248	3,564

WNIOSKI

Przyłączenie przyrządu pomiarowego do obwodu powoduje zmianę wielkości wartości mierzonej -zostaje naruszony stan energetyczny obwodu (pojawia się błąd metody ) . Błąd metody pomiaru napięcia zależy nie tylko od rezystancji woltomierza ale również od parametrów układu zastępczego .

Błąd ten dąży do zera jeżeli R _v →  .

Woltomierz elektromagnetyczny posiada małą rezystancję wewnętrzną .

Podczas wykonywania pomiarów przez przyrząd płyną prąd ,który powodował spadek napięcia na woltomierzu , a tym samym powiększał błąd pomiaru na rezystancji .Natomiast na pomiar woltomierzem cyfrowym wpływ ma oprócz klasy dokładności jego rezystancja wewnętrzna która powoduje iż prąd nie płynie przez przyrząd , a zatem nie ma spadku napięcia na woltomierzu co z kolei nie powoduje jego błędów pomiarowych .

V

V_C

---