POLITECHNIKA LUBELSKA			Laboratorium Metrologii
Imię i nazwisko: Garbacki Grzegorz Jędruchniewicz Grzegorz					Grupa: ED. 6.3	Rok akad. 1997/98
Data: 09-03-98	Nr ćwiczenia:16	Ocena:		Temat: Badanie właściwości mostków czterogałęźnych

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości czteroramiennych mostków oraz techniki pomiaru mostkami równoważonymi ręcznie.

2. Spis przyrządów wykorzystanych w ćwiczeniu.

- zasilacz stabilizowany Pl-P3-423-E6

• rezystor dekadowy , 0,05% , PL-P3-733-E6

• rezystor dekadowy , 0,05% , PL-P3-280-E6

• opornik stosunkowy ,SR-28, PL-P3-359-E6

• bocznik Ayrtona R₁ = k•R₂ , R₂=10kΩ , PL-P3-362-E6

• galwanometr magnetoelektryczny R_G = 1317Ω , c_i = 1.95 ... 5.22 •10^-9 A/dz

• cewka wzorcowa R_L1 =163Ω , L = 47 pF ,

• opornik kołkowy 0.1 ... 1111 Ω , P =0.5 W , PL-P3-125-PG

• woltomierz cyfrowy , zakres 20V , PL-P3-4220-E6/P

• zasilacz zmiennoprądowy , U = 6V , I = 0.5 A

3. Badanie wpływu konfiguracji mostka na jego czułość.

Schemat pomiarowy:

Spis przyrządów:

R_{1 -} rezystor dekadowy , 0,05% , PL-P3-733-E6

R₂ - rezystor dekadowy , 0,05% , PL-P3-280-E6

A - bocznik Ayrtona R₁ = k•R₂ , R₂=10kΩ , PL-P3-362-E6

G - galwanometr magnetoelektryczny R_G = 1317Ω , c_i = 1.95 ... 5.22 •10^-9 A/dz

R₁ ,R₂ - opornik stosunkowy ,SR-28, PL-P3-359-E6

Tabela pomiarowa :

L.p.	konfiguracja mostka	R1 [  	R2 [  	R3 [  	R4 [  	R1 [  	R1/R1 [  	- [ dz ]	 [ dz ]	śr [ dz ]	S [ dz/% ]
1	R1=R2=R3=R4 zmiana R1	1030	1000	1000	1000	9	0,008	2,5	2,7	2,6	325
				1035	1000	1000	1000	14	0,013	3,5	3,2	3,35	257,6
				1041	1000	1000	1000	20	0,019	4,5	4,0	4,25	223,6
				1051	1000	1000	1000	30	0,029	6,2	5,2	5,7	196,5
		2	R1=R2	1100	1000	10k	10k	100	0,09	3,5	2,8	3,15	35
				1050	1000	10k	10k	50	0,047	1,5	1,0	1,25	26,5
				1200	1000	10k	10k	200	0,16	6,5	5,2	5,85	36,5
				1150	1000	10k	10k	150	0,13	5	4,8	4,9	37,7
		3	R1=R3	1050	10k	1000	10k	50	0,047	1,5	1,6	1,55	32,9
				1100	10k	1000	10k	100	0,09	3,5	3,4	3,45	38,3
		1150	10k	1000	10k	150	0,13	5	3,8	4,4	33,8
		1200	10k	1000	10k	200	0,16	6,5	5,1	5,8	36,2

Względną czułość mostka oblicza się ze wzoru:

2. Badanie wpływu napięcia zasilania na czułość mostka.

Schemat pomiarowy taki jak w p.1.

Tabela pomiarowa: U_z = 6V

Uz [ V ]	R1 [  	R2 [  	R3 [  	R4 [  	R1 [  	śr [ dz ]	ΔR1/R1 [ - ]	S [ dz/% ]
	1030	1000	1000	1000	30	0	0,029	0
	1050	1000	1000	1000	50	4	0,047	85,1
0.5Uz	1100	1000	1000	1000	100	7,8	0,09	86,6
	1150	1000	1000	1000	150	31	0,13	238,4
	1031	1000	1000	1000	31	0	0,03	0
	1050	1000	1000	1000	50	11,5	0,047	244,6
Uz	1100	1000	1000	1000	100	39	0,09	433,3
	1150	1000	1000	1000	150	65	0,13	500

Względną czułość mostka oblicza się ze wzoru:

3. Wyznaczanie charakterystyki mostka niezrównoważonego Iw = f(Rw).

Schemat pomiarowy taki jak w p.1.

a) Zmiana rezystancji ramienia pierwszego R1 o R1.

Tabela pomiarowa:

Lp	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Δα	2	3,5	5	5,5	6	7	8,5	9,5	10,5	11
ΔR	40	60	80	100	120	140	160	180	200	220

Lp	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
Δα	12	13	14	14,5	15	16	17	17,5	18,2	18,8	19,5
ΔR	240	260	280	300	320	340	360	380	400	420	440

2. Zmiana rezystancji dwóch ramion ( pierwszego i drugiego ) o taką samą wartość , lecz przeciwną co do znaku R1=-R2.

Lp	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Δα	4	6,5	9,5	12	14,5	16,5	19	22	24	27
ΔR1	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
ΔR2	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200

Lp	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Δα	29	32	35	38	40,5	43	46	49	52,5	55,5
ΔR1	220	240	260	280	300	320	340	360	380	400
ΔR2	220	240	260	280	300	320	340	360	380	400

a)charakterystyka przy zmianie jednej rezystancji

b) charakterystyka przy zmianie rezystorów R₁ i R₂.

4. Wyznaczanie kąta zbieżności mostka Maxwella.

Schemat pomiarowy:

Spis przyrządów:

• zasilacz zmiennoprądowy , U = 6V , I = 0.5 A

• opornik kołkowy 0.1 ... 11111 Ω , P =0.5 W , PL-P3-125-PG

- cewka wzorcowa R_L1 =163Ω , L = 47 pF ,

• rezystor dekadowy , 0,05% , PL-P3-733-E6

• rezystor dekadowy , 0,05% , PL-P3-280-E6

Wyniki pomiaru:

R₂= 11110 Ω R_L1 = 163 Ω

R₄= 10 kΩ L₁ = 200 mH

R_k = r = 30Ω U = 6 V

=200mH (11110/10000)=222,2 mH

Błąd nieczułości

δLx =
% =

Kąt zbieżności oblicza się ze wzoru:

cosγ = UCD2/UCD1

γ_ = arccos(UCD2/UCD1)= arccos( 0.016/0.062)=75,04

Wnioski:

. W pierwszej części ćwiczenia badano wpływ konfiguracji mostka na jego czułość oraz wpływ napięcia zasilania na czułość . Otrzymane wyniki wskazują, że największa czułość jest dla układu konfiguracji R₁=R_{2 .}

Wpływ napięcia zasilania na czułość mostka badano przy 0.5Uz i Uz. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzamy , iż dużo większą czułość uzyskujemy przy napięciu U_z. Można zatem stwierdzić, że czułość wzrasta ze wzrostem napięcia zasilajcego . Jego górną granicę określają jedynie dopuszczalne obciążalności elementów mostka i elementu mierzonego.

W punkcie trzecim (wyznaczanie charakterystyki mostka niezrównoważonego) na podstawie wyników otrzymanych z pomiarów wykreślono charakterystyki R₁=Δα dla następujących przypadków : Zmiana rezystancji ramienia pierwszego R1 o R1. i Zmiana rezystancji dwóch ramion ( pierwszego i drugiego ) o taką samą wartość , lecz przeciwną co do znaku R1=-R2.

W drugim przypadku wraz ze wzrostem rezystancji wzrasta wychylenie wskazówki galwanometru(Δα).Zmniejszenie rezystancji powoduje symetryczne odchylenie w przeciwną stronę

(-Δα)

A

G

R₂

R₁

R₃

R₄

E

---