| Laboratorium z podstaw Miernictwa Elektronicznego. |
|---|
| TEMAT: POMIARY MOSTKOWE |
Data wykonania ćwiczenia: 28.05.2013r. |
Data oddania ćwiczenia: 4.06.2013r. |
Zad 1.
Wyznaczyć wartości błędu względnego i bezwzględnego pomiarów.
(Ustawienia dekady są wartościami wzorcowymi)
Ad.1.
Błąd bezwzględny i względny dla zadania 1.
W celu wyznaczenia wartości błędu bezwzględnego musimy skorzystać ze wzoru:
ε=|Xpom.−Xrz.|
Błąd bezwzględny ε jest zdefiniowany jako różnica między wartością zmierzoną X a wartością rzeczywistą Xrz wielkości mierzonej.
Natomiast, aby wyznaczyć wartość błędu względnego należy wartość błędu bezwzględnego podzielić przez wartość wzorcową, a na koniec pomnożyć przez 100% (bierzemy pod uwagę wartość bezwzględną wyniku):
|| = |(/Rx1)*100%|
| Rx1= 948 [Ω] |
|---|
| R3/R4 |
| 0,1 |
| 1 |
| 10 |
Tabela 1. Pomiary dla wartości dekady Rx1=948Ω za pomocą mostka Wheatstone’a.
Przykładowe obliczenia:
Rx1 = 948 [Ω], Rx = 950 [Ω]
= 950 [Ω] – 948 [Ω] = 2 [Ω]
= (2 [Ω]/948[Ω])*100% = 0,21%
Analogicznie postępujemy przy wyznaczaniu błędów dla pozostałych pomiarów:
| Rx1 = 948 [Ω] |
|---|
| R3/R4 |
| 0,1 |
| 1 |
| 10 |
Tabela2. Wyniki błędów pomiarów dla wartości dekady Rx1=948Ω .
| Rx1 = 423 [Ω] |
|---|
| R3/R4 |
| 0,1 |
| 1 |
| 10 |
Tabela 1. Pomiary dla wartości dekady Rx1=423 Ω za pomocą mostka Wheatstone’a.
| Rx1 = 423 [Ω] |
|---|
| R3/R4 |
| 0,1 |
| 1 |
| 10 |
Tabela4. Wyniki błędów pomiarów dla wartości dekady Rx1=423 Ω .
Ad.2.
Błąd bezwzględny i względny dla zadania 3.
Wyznaczenie błędów względnych i bezwzględnych dla elementów mierzonych w zadaniu wykonuje się w analogiczny sposób jak w zadaniu nr.1. Mostek automatyczny ma większą dokładność pomiarową , dlatego jego wartości będą przyjmowane jako wzorcowe.
| Mostek automatyczny | Mostek półautomatyczny | ||
|---|---|---|---|
| Rx1 [Ω] | R [Ω] | Błąd bezw. | |
| Rezystor 1 | 460 | 463 | 3 |
| Rezystor 2 | 100,2 | 100 | 0,2 |
Tabela5. Wyniki błędów pomiarów rezystancji dla wybranych rezystorów .
| Mostek automatyczny | Mostek półautomatyczny | ||
|---|---|---|---|
| Cs1 [nF] | Cs [nF] | Błąd bezw. | |
| Kondensator 1 | |||
| 100 [Hz] | 177,1 | 177,1 | 0 |
| 100 [kHz] | 176,2 | 179,0 | 2,8 |
| Kondensator 2 | |||
| 100 [Hz] | 91,4 | 91,5 | 0,1 |
| 100 [kHz] | 89,1 | 89,46 | 0,36 |
Tabela6. Wyniki błędów pomiarów pojemności dla wybranych kondensatorów .
Ad.3.
Komentarze i wnioski:
Uzyskane wartości błędów obliczonych w zadaniu nie przekraczają dwóch procent. W zależności od użytego mostka wartości pomiarowe są różne, wynika to z odmiennej technologii wykonywania pomiarów przez dany przyrząd. Liczba porównywanych elementów wynika z użycia elementów o różnych specyfikacjach.
Zad 2.
Wyznaczyć czułość mostka dla pomiarów wykonanych w zadaniu 2.
CZUŁOŚĆ PRĄDOWA MOSTKA
Czułość mostka Wheatstone,a jest ilorazem zmian wskazań wskaźnika zera, do zmian rezystancji opornika równoważącego mostek.
Czułość (SmI) zależy od prądu I oraz zmiany wartości rezystancji ∆Rx1:
SmI=I/ δ
SmI – Czułość mostka
I – wartość prądu
δ – błąd rezystancji w mostku
δ=∆Rx1
Rezystancja R’x1jest to zwiększona o 1% rezystancja Rx1.
Przykładowe obliczenia:
Dla R3/R4 = 1
∆Rx1=957-948=9 Ω
SmI= 0,039/9=0,043 [mA]/[ Ω]
Analogicznie czułość mostka oblicza się dla pozostałych pomiarów.
| R’x1= 957 [Ω] |
|---|
| R3/R4 |
| 0,1 |
| 1 |
| 10 |
Tabela7. Czułość mostka dla rezystancji dekadowej Rx1=957 Ω .
| R’x1=427 [Ω] |
|---|
| R3/R4 |
| 0,1 |
| 1 |
| 10 |
Tabela7. Czułość mostka dla rezystancji dekadowej Rx1=427 Ω .
Ad.4.
Komentarze i wnioski
Po zmianie rezystancji dekadowej Rx1 o jeden procent wartości uzyskanego prądu na multimetrze zmieniły się nieznacznie, wynika to z dobrej czułości mostka prądu stałego mostka
Wheatstone’a .
W celu uzyskania najlepszej dokładności pomiaru należy stosować
galwanometr o dużej czułości i małej rezystancji wewnętrznej.