Grupa 10.1

Sprawozdanie: Zastosowanie multimetrów cyfrowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych.

1. Celem ćwiczenia było zapoznanie się z obsługą, działaniem i zastosowaniem współczesnych multimetrów cyfrowych do pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych.

2. Sprzęt wykorzystany podczas laboratorium:

• Multimetr cyfrowy Protek 506

• Multimetr cyfrowy M-830B

• Kondensator Dekadowy DK-5

• Rezystor dekadowy DR6-16

• Rezystor suwakowy 1kΏ

• Zasilacz DC P-317

• Generator funkcyjny POF-1

• Wyłącznik DPST

• Przełącznik SPDT

3. Schemat połączenia styków w multimetrze cyfrowym do odpowiedniego pomiaru:

Schemat połączenia przy pomiarze rezystancji(a) i pojemności(b) metodą techniczną.

Schemat połączenia do pomiaru wartości skutecznej napięcia przemiennego:

4. Tabele z pomiarami i obliczeniami.

L.p.	R[Ώ] Poprawna (Rp)	R [Ώ] Mierzona (Rm)	ΔR[Ώ] (Rm-Rp)	δR
1	100	99,8	-0,2	-0.20%
2	1100	1100	0	0
3	3500	3480	-20	-0,57%
4	5000	4960	-40	-0,80%
5	12500	12560	60	0,48%

L.p.	C[μF] Poprawna (Cp)	C[μF] Mierzona (Cm)	ΔC[μF] (Cm-Cp)	δC
1	0,1	0,1	0	0
2	0,125	0,12	-0,005	-4%
3	0,5	0,51	0,01	2%
4	0,728	0,75	0,022	3%
5	0,8	0,82	0,02	2,5%

Przykładowe obliczenie:

ΔR = Rm − Rp

ΔR = 99, 8O − 100O = −0.2

$$\text{δR} = \frac{\text{Rm} - \text{Rp}}{\text{Rp}}*100\%$$

$$\text{δR} = \frac{99,8O - 100O}{100O}*100\% = - 0,2\%$$

Przykładowe obliczenie:

ΔC = Cm − Cp

ΔC = 0, 51μF − 0, 5μF = 0.01μF

$$\delta C = \frac{\text{Cm} - \text{Cp}}{\text{Cp}}*100\%$$

$$\delta C = \frac{0,51\text{μF} - 0,5\text{μF}}{0,5\text{μF}}*100\% = 2\%$$

Pomiar rezystancji metodą techniczną

Układ	U	I	R^’	R
	[V]	[A]	[Ώ]	[Ώ]
Z poprawnie mierzonym napięciem	9,99	0,01	999	1000
Z poprawnie mierzonym prądem	10	0,01	1000	1000

Przykładowe obliczenie:

$$R' = \frac{U}{I}$$

$$R' = \frac{9,99V}{0.01A} = 999O$$

Pomiar pojemności metoda techniczną nie został wykonany, ze względu na wadliwość układu pomiarowego.

Pomiar wartości skutecznej napięcia przemiennego

Przebieg o charakterze sinusoidalnym	Przebieg o charakterze prostokątny
f=50Hz	f=450Hz
V1	V2
[V]	[V]
1,010	1,005

Pozostałe pomiary nie mogły być wykonane, ze względu na ograniczenia czasowe i problemy związane ze sprzętem.

5.Wnioski

Ćwiczenie rozpoczęliśmy od pomiaru rezystancji multimetrem cyfrowym Protek 506, zmienialiśmy wartości rezystancji za pomocą rezystora dekadowego typu DR6-16.

Mierzyliśmy pięć różnych wartości rezystancji podanych przez prowadzącego. Następnie obliczyliśmy różnicę ΔR. Dla małych rezystancji (do 1100 Ω) różnica ta była mała oraz przyjmowała wartości dodatnie. Dla dużej rezystancji była znacznie większa i przyjmowała wartości ujemne. Szacowaliśmy błąd metody pomiaru. Dla małych wartości rezystancji owy błąd miał ujemną wartość i szacował się na poziomie tysięcznych części, dla dużych rezystancji jego wartość była dodatnia. Kolejnym badanym elementem był kondensator. Mierzyliśmy pięć różnych pojemności podanych przez prowadzącego, ustawiając je za pomocą kondensatora dekadowego DK-5 korzystając z tego samego multimetru. Różnica ΔC maleje wraz ze wzrostem pojemności i przyjmuje wartości ujemne.

Następnym układem do wykonania był układ do pomiaru rezystancji i pojemności. Niestety ze względów technicznych nie wykonaliśmy pomiaru pojemności metodą techniczną. Pomiar rezystancji metodą techniczną był wykonywany w dwóch wariantach:

z poprawnie mierzonym napięciem i poprawnie mierzonym prądem. Wartość badanej rezystancji była ustalona przez prowadzącego i wynosiła 1000 Ω. Ustawiliśmy ją na rezystorze dekadowym DR6-16. Pomiar metodą techniczną sprowadził się do pomierzenia wartości napięcia i prądu i wyliczenia rezystancji z prawa Ohma. W układzie z poprawnie mierzonym prądem przybliżona wartość rezystancji pokryła się z wartością ustawioną. W metodzie z poprawnie mierzonym napięciem przybliżona wartość rezystancji wyniosła 999 Ω i jest ona wartością bardzo zbliżoną.

Kolejnym punktem był pomiar wartości skutecznej prądu i napięcia przemiennego. Z przyczyn technicznych nie mogliśmy dokonać pomiaru wartości skutecznej prądu. Mierzyliśmy wartość skuteczną napięcia za pomocą dwóch połączonych równolegle multimetrów Protek 506 oraz M-830B, podłączonych do generatora funkcyjnego POF-1. Badaliśmy przy dwóch częstotliwościach 50 Hz i 450Hz. Raz przebiegiem sinusoidalnym, raz prostokątnym. Wyniki pomiarów przedstawione są w tabeli.

Następnym punktem było wyznaczenie charakterystyki prądowo napięciowej diody prostowniczej. Niestety nie udało się nam zrealizować tego ćwiczenia ze względu na brak czasu i przyczyn technicznych.