POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
Laboratorium Metrologii Elektrycznej
Temat: Pomiar małych rezystancji za pomocą mostka sześcioramiennego – MOSTEK TOMSONA
Data wykonania: 26 IV 2012
Data oddania: 10 V 2012

Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania i budową mostka Thomsona, zbadanie jego własności oraz przeprowadzenie pomiarów rezystancji wybranych obiektów i określenie na podstawie otrzymanych wyników i wymiarów geometrycznych rezystywności materiałów tych obiektów.

1. Schematy pomiarowe

1. Wykaz przyrządów

• Miliamperomierz(magnetoelektryczny o ruchomej cewce, klasie dokładności 0.5, pracował na zakresie 300)

• Zasilacz(Unitra Typ 5372)

• Elektroniczny wskaźnik zera(klasa dokładności 0,5; magnetoelektryczny)

• Oporniki wzorcowe typu RN-1 o wartościach(0,001 Ω;0,01 Ω;1 Ω, w klasie dokładności 0,02)

• Mostek thomsona typu MWT – 77a

• Pręty(2xstal,1xmosiadz)

• Miarka średnicy

• Opornik suwakowy

• Badany rezystor R_x

1. Tabele pomiarowe

2. Przykładowe obliczenia

• Obliczanie rezystancji mierzonej:

$$R_{x} = \frac{R_{N}}{R}*R_{P} = \frac{0,1\left\lbrack \Omega \right\rbrack}{1000\left\lbrack \Omega \right\rbrack}*40\left\lbrack \Omega \right\rbrack = 0,004\lbrack\Omega\rbrack$$

• Obliczanie przekroju przewodu:

$$s{= (\frac{1}{2}d)}^{2}\pi{= (0,5*5\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack)}^{2}*3,14 = 0,000019m^{2}$$

• Obliczanie rezystywności:

$$R_{x} = \frac{\rho*l}{s}$$

$$\rho = \frac{R_{x}*s}{l} = \frac{0,004\left\lbrack \Omega \right\rbrack*0,000019\lbrack m^{2}\rbrack}{0,5\lbrack m\rbrack} = 0,157\mu\lbrack\Omega m\rbrack$$

• Błąd nieczułości po odchyleniu w lewo:

$$'R_{P} = \frac{R_{P}}{\alpha} = \frac{2,6\left\lbrack \Omega \right\rbrack}{5\left\lbrack \text{dz} \right\rbrack} = 0,52$$

$$\frac{'R_{P}}{R_{P}} = \frac{0,52}{98} = 0,005306$$

• Błąd nieczułości po odchyleniu w prawo:

$$^{'}R_{P} = - \left( \frac{R_{P}}{R_{P}} \right) = - \frac{1}{98} = - 0,010204$$

$$\frac{'R_{P}}{R_{P}} = \frac{- 0,010204}{98} = - 0,00010412$$

• Wartość średnia:

$${(\frac{'R_{P}}{R_{P}})}_{\text{sr}} = \frac{{(\frac{^{'R_{P}}}{R_{P}})}_{l} + {(\frac{{-}^{'R_{P}}}{R_{P}})}_{p}}{2} = \frac{0,005306 - 0,0001412}{2} = 0,02601$$

• Wartości rezystywności wybranych metali stopów:

(metale, będące bardzo dobrymi przewodnikami (opór właściwy rzędu 10−8 Ω·m))

materiał	[Ω*m]
żelazo	10 · 10^−8
miedź	1,7 · 10^−8
Stal przewodowa	(0,125 - 0,15)*10^-6

1. Wykresy

2. Wnioski

Ćwiczenie przebiegło zgodnie z planem, zostały wykonane wszystkie pomiary.

Po przeanalizowaniu tabeli z wynikami oraz wykresów można zaobserwować, że błąd nieczułości mostka wzrasta wraz ze wzrostem rezystancji (R=R₁+R₂), można również zauważyć z tabeli gdzie regulowaliśmy prądem, że im większe natężenie prądu tym błąd nieczułości jest mniejszy, oraz z wykresu f(R_N)=∆'R_p/R_p można zauważyć, ze im większa jest rezystancja R_N tym błąd jest mniejszy. Podczas wykonywania ćwiczenia w przypadku gdy R_N=1mΩ, a R_{1 i} R₂ było równe 1kΩ to nieudało się nam zrównoważyć mostka ponieważ maksymalna rezystancja mostka (ok 10kΩ) była za mała. Analizując wartości mierzone w mostku 4ramiennym i błędy, można wywnioskować ze mostek 6-ramiennym jest przeznaczony do badania małych rezystancji. Podczas przebiegu ćwiczenia można było zauważyć ze układ jest bardzo czuły, delikatne poruszenie układu pomiarowego powodowało zmianę w równowadze mostka.