LABORATORIUM METROLOGII

Ćw. 5: „Pomiary napięć zmiennych”

Łukasz Siemiaszko EiT-07 nr albumu: 119119

Cel ćwiczenia

Celem było poznanie różnych metod i układów do pomiaru napięcia przebiegów sinusoidalnych i odkształconych w różnych zakresach częstotliwości: bardzo małych, małych i wielkich.

Zad 1

Wykreślić charakterystykę I = f(U) układu prostowniczego woltomierza prostownikowego mostkowego dla napięć dodatnich i ujemnych. Charakterystykę wyznaczyć graficznie jako sumę charakterystyki ID = f(UD) dwóch połączonych szeregowo diod oraz charakterystyki obciążenia Rp = 2 kΩ+RA. Założyć, że charakterystyki diod tworzących mostek Graetza są identyczne.

Zad 2

Wykreślić na wspólnym wykresie krzywe skalowania U = f(I) badanych woltomierzy. Obliczyć minimalną wartość chwilowej rezystancji wejściowej woltomierza prostownikowego szczytowego korzystając z wyników pomiarów otrzymanych w punkcie 11.4.6.

I [mA]	0,1	0,3	0,6	0,9	1,2	1,5
Uśr [V]	0,493	0,980	1,742	2,440	3,150	3,870
Uszcz [V]	0,280	0,650	1,270	1,820	2,370	2,920

Zad 3

Obliczyć minimalną wartość chwilowej rezystancji wejściowej woltomierza prostownikowego szczytowego korzystając z wyników pomiarów otrzymanych w punkcie 11.4.6.

Z minimalnego napięcia na rezystorze wzorcowym
U₁₀(i_lad) = 0,38 V połączonym szeregowo z woltomierzem można obliczyć prąd, następnie z napięcia wejściowego U₂₀ wyznaczyć rezystancję.

Zad 4

Obliczyć moduł impedancji wejściowej woltomierza V-640 dla częstotliwości 1 kHz i 10 kHz. Zinterpretować wyniki obliczeń.

f	Ua[V]	Ub[V]		f	Ua-Ub[V]	I[A]	|Z|
1kHz	5	4,9		1kHz	0,1	1,00E-07
10kHz	5	2,5		10kHz	2,5	2,50E-06

Spadek wartości impedancji ze wzrostem częstotliwości jest powodowany pojemnościowym charakterem impedancji.

Zad 5

Obliczyć błąd względny pomiaru napięcia 500 kHz za pomocą woltomierza V-640, jaki ma miejsce w przypadku gdy nie używamy sondy w.cz.

Wartość błędu jest ogromna, przy wielkich częstotliwościach konieczne jest wykorzystanie sondy!

Zad 6

Dla wyników pomiarów przebiegów odkształconych obliczyć mnożniki poprawkowe i wyeliminować błędy metody pomiaru za pomocą multimetru ME-21. Skorygowane wyniki pomiarów zanotować w tablicy 11.8.

Kształt	URMS[mV]	UM-4650[mV]	k	Ur
sinus	100	99,8	1,00	99,80
trójkąt	100	108,6	1,040	112,97
prostokąt	100	95,2	0,90	85,77

Zad 7

Za pomocą wydruku komputerowego określić długość okresu i międzyszczytową wartość napięcia zarejestrowanych przebiegów wolnozmiennych.

Wartość międzyszczytowa:

U_max - U_min =

Okresy wyznaczone z wykresu:

T_sin=127s T_prost=147s T_trój=146s

Zad 8

Na podstawie wykonanych w punkcie 11.4.11 symulacji komputerowych sformułować właściwości metrologiczne metody pomiaru amplitudy za pomocą trzech próbek.

Najdokładniejszy pomiar jest, gdy próbki są zbierane przy wysokiej wartości napięcia, czyli we fragmencie wykresu funkcji sin gdzie ma największe zakrzywienie ( próbki przekazują najlepszą informację o niej ). Błąd jest największy w miejscach zerowych. Zakłócenia harmoniczne spowodowały zwiększenie wartości błędu, gdy próbkowanie wypadło w czasie zbliżania się przebiegu do połowy jego maksimum.

1

2

---