Politechnika Lubelska		Laboratorium Metrologii
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 20
Nazwisko: Garbacki Jędruchniewicz	Imiê: Grzegorz Grzegorz		Semestr VI	Grupa ED 6.3	Rok 7kad. 1997/98
Temat ćwiczenia: Zastosowanie kompensatorów prądu stałego.				Data wykonania 2.03.97	Ocena

Celem ćwiczenia jest poznanie zastosowań i własności kompensatorów napięciowych prądu stałego.

Wykonanie ćwiczenia.

1. Wyznaczenie błędu czułości dla różnych wartości opornika R_W reprezentującego rezystancję wewnętrzną źródła E_X.

Schemat układu pomiarowego:

Spis przyrządów:

U - zasilacz stabilizowany, Z-3020,PL-P3-182-E6

mA - miliamperomierz magnetoelektryczny, kl 0,5; zakres 3mA, PL-P3-521-E6

R_W - opornik dekadowy DR5b-16, kl 0,05, PL-P3-297-E6

R_n1 - opornik wzorcowy, R = 1000Ω, I_max=0,03A,PL-P3-33-E6

R_r - opornik dekadowy DR5b - 16, kl0,05, PL-P3-334-E6

G - galwanometr PL-P3-89-E6

Lp	IP	Rr	RW	RN	ΔRr	EX	Δα	Δ EX	δS	δEX	S
	mA	Ω	Ω	Ω	Ω	V	dz	mV	%	%	dz/V
1		2552	0		19		34	24,7	1,9		1376
2		2562	300		19		25	24,7	1,9		1017
3	1,3	2560	600	1000	20	1,3	19	25	2	1,2	730
4		2580	900		25		18	27	1,92		720
5		2542	1200		21		16	23	1,9		695
6		2582	1500		25		12	27	1,92		480

Obliczenia:

E_X = I_P⋅R_N = 1.3⋅10^-3⋅1000= 1.3V

ΔE_X = I_P⋅ΔR_r = 1.3⋅10^-3⋅19= 24,7mV

S = Δα/ΔE_X = 34/26⋅10^-3= 1376 dz/V

Charakterystyka S = f (R_W)

2. Pomiar metodą podstawienia ogniwa wzorcowego E_N kompensatorem o stałym prądzie.

Schemat układu pomiarowego:

Spis przyrządów

μA - mikroamperomierz magnetoelektryczny, kl 0,5; zakres 750μA, PL-P3-46-E6

R_r -opornik dekadowy DR5b - 16, kl 0,05, PL-P3-297-E6

U - zasilacz stabilizowany, Z-3020,PL-P3-182-E6

E_x - ogniwo Westona PL-P3-59-E6 kl. 0.05

E_w - ogniwo Westona PL-P3-274-E6 kl. 0.005

G - galwanometr PL-P3-89-E6

Pomiary: I_p = 100μA E_w = 1,01859 V R_w = 10180,0 Ω

E_N = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅10180V =1,0180V

3. Pomiar kompensatorem. s. e. m. E_X badanego w pkt. 1.

Schemat układu pomiarowego:

Pomiary:

I_P = 100μA

R_N = 13190Ω

Δα = 8 dz ΔR_N = 100 Ω

E_X = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅13190 Ω= 1.3190V

ΔE_X = I_P⋅ΔR_N = 100⋅10^-6⋅100= 0.01 V

S = Δα/ΔE_X = 8/0.01= 800 dz/V

Pomiar kompensatorem napięcia baterii płaskiej 4,5V

I_P = 100μA R_N = 4901,8 Ω

E_wy = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅4901,8 = 0,49018 V

E_xb = n⋅E_wy = 10⋅0,49018V = 4,9018V n = 10

4. Pomiar rezystancji woltomierza magnetoelektrycznego na zakresie 3V kompensatorem napięcia stałego metodą porównawczą.

Schemat układu pomiarowego:

Spis przyrządów:

R_x - uzwojenie woltomierza magnetoelektrycznego na zakresie 3 V

U - zasilacz stabilizowany, Z-3020,PL-P3-182-E6

mA - miliamperomierz magnetoelektryczny, kl 0,5; zakres 3mA, PL-P3-521-E6

R_n1 - opornik wzorcowy, R = 1000Ω, I_max=0,03A,PL-P3-33-E6

G - galwanometr PL-P3-89-E6

Pomiary:

I_p = 100μA R_n= 1000V R_wolt = 6601Ω R_wn = 6530Ω

U_X = I_P⋅R_VOLT = 0,6601V U_N = I_P⋅R_WN = 0,6530V

Wnioski:

Ćwiczenie rozpoczęliśmy od wyznaczania błędu czułości w zależności od wartości rezystancji wewnętrznej źródła. Na podstawie charakterystyki S = f(R_W) możemy zauważyć że czułość maleje wraz ze wzrostem R_W, natomiast błąd czułości pozostaje praktycznie bez zmian (1,9-2%). Podczas wyboru rezystora R_r należy zwrócić uwagę na uzyskanie płynności regulacji. W punkcie drugim dokonaliśmy wzorcowania ogniwa E_N. Mierzyliśmy SEM ogniwa korzystając z metody podstawienia. Błąd pomiaru napięcia jałowego ogniwa badanego jest równy klasie ogniwa wzorcowego. Z tego względu jest to metoda bardzo dokładna. Wyznaczony doświadczalnie błąd czułości jest bardzo mały co świadczy o dużej dokładności zastosowanej metody pomiaru. Pomiar rezystancji osiąga wysoką dokładność przy jednakowych wartościach znamionowych R_N i R_X, dzięki kompensowaniu się błędów pomiaru napięć U_X i U_N. Konieczna jest wtedy ścisła stałość prądu I_P płynącego przez rezystory w czasie pomiarów. Błędy które pojawiają się przy pomiarach za pomocą kompensatora wynikają z niedokładności elementów współpracujących z nim tzn. z niestabilności napięcia E_W, niestabilności źródła zasilania oraz błędów wnoszonych przez wskaźnik równowagi.

U

E_X

R_r

R_N

R_W

mA

W

I_P

G

W

μA

I_p

U

E_X

R_r

W

G

E_W

Telep W

Galw.

Telep K

Szab

Kompensator

2

1

P

E_X

E_N

2

1

do E_X komp.

W

2

1

P

2

1

do E_X komp.

U

R_N2

R_X

mA

---