PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI
Laboratorium Techniki Pomiarów   Ćwiczenie nr 4 Temat: Pomiar rezystancji mostkiem Wheatstone'a
Rok akademicki:  2005/2006   Studia dzienne   Nr grupy:1b	Wykonawcy: 1.Łukasz Baumgart	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				17.03.2006	24.03.2006
				Ocena:
Uwagi:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie mostka Wheatstone'a poprzez wykonanie pomiarów dla mostka technicznego oraz laboratoryjnego oraz bezpośredniego pomiaru oporników przy użyciu omomierza.

2. Wiadomości teoretyczne:

Mostek Wheatstone'a jest układem pomiarowym pozwalającym zmierzyć z dużą dokładnością wartość rezystancji danego elementu przy pomocy 3 rezystancji o znanych nam wartościach.

Sposoby równoważenia mostka :

1. Przez zmianę rezystancji R2 = var przy stałym stosunku R3/R4 = const

2. Przez zmianę stosunku rezystancji R3/R4 przy stałej rezystancji R2

Napięcie zasilające mostek:

Warunek równowagi mostka nie zależy od jego napięcia zasilania. Napięcie to ma jednak określoną górną i dolną granicę. Dolna graniczna wartość napięcia zasilającego mostek jest określona wymaganą czułością układu. Górna graniczna wartość napięcia jest ograniczona obciążalnością elementów rezystancyjnych w gałęzi mostka.

Zakres pomiarowy:

Mostkiem Wheatstone'a można mierzyć rezystancję o wartościach od 1Ω do 106Ω. Dolna graniczna wartość mierzonej rezystancji jest ograniczona wpływem rezystancji przewodów łączących. Górna graniczna wartość mierzonej rezystancji jest określona wymaganą czułością układu.

Poprzez regulację rezystancji R₂, R₃, R₄ sprowadzamy mostek do stanu równowagi, czyli stanu, kiedy znika różnica potencjałów między punktami A i B. Kiedy to nastąpi wówczas przez galwanometr nie płynie żaden prąd (wskazuje wartość 0). Rezystancję R_x możemy wówczas obliczyć ze wzoru:

Wzór na obliczenie wartości mierzonej R_x

3. Wyniki pomiarów :

Dla pomiaru bezpośredniego przy użyciu omomierza :

	Rx	δRx	Uwagi
	[Ω]	[%]
R3	5,22 kΩ	-		Dokładność omomierza 0,5%
R23	80,7 kΩ	-

Dla pomiaru mostkiem technicznym :

	Rx	δRx	Uwagi
	[Ω]	[%]
R3	5,22 kΩ	1,5	R2=3kΩ, R3=1,34kΩ, R4=0,77kΩ
R23	81,1 kΩ	1,5	R2=30kΩ, R3=21,65kΩ, R4=8kΩ

Dla R_X=5,22 kΩ

Dla R_X=81,1 kΩ

Dla pomiaru mostkiem laboratoryjnym:

	R2	R3	R4	Rx	δpRx	ΔRx	Uwagi
		[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[ % ]		[Ω]
	R3	5,202kΩ	1kΩ	1kΩ	5,202kΩ	1,5		78,03	Mostek laboratoryjny UAB=15V ∆R2min=0,1Ω
		7,82kΩ	2kΩ	3kΩ	5,213kΩ	1,5		78,195
		6,52kΩ	4kΩ	5kΩ	5,216kΩ	1,5		78,24
	R23	80,6kΩ	10kΩ	10kΩ	80,6kΩ	1,5		1,209k
		120,9kΩ	20kΩ	30kΩ	80,6kΩ	1,5		1,209k
		100,71kΩ	40kΩ	50kΩ	80,56kΩ	1,5		1,208k

Rezystory użyte jako wzorcowe mają tolerancję R₂ - 0,5%, R₃ - 0,5%, R₄ - 0,5%. Dało to wartość błędu δ_Rx=1,5%.

- jest bardzo mały, więc można go pominąć

4. Wnioski

Ćwiczenie polegało na zbadaniu mostka Wheatstone'a, poprzez pomiar mierzonych rezystancji trzema sposobami. Pierwszy sposobem był bezpośredni pomiar oporników za pomocą omomierza elektronicznego. Jako drugą metodę wybraliśmy metodę z użyciem mostka technicznego. W tej metodzie wynik pomiaru wyliczany był na podstawie wzoru na równowagę mostka Wheatstone'a. Jako dane posłużyły nam wartości rezystancji ustawionych na dekadach oporowych w układzie pomiarowym. Ustawiając różne nastawy poszczególnych rezystorów doprowadzaliśmy do uzyskania na woltomierzu spadku napięcia w gałęzi CD równemu 0. Pojawienie się zera na wyświetlaczu oznaczało, iż mostek jest w stanie równowagi. Jako trzecią metodę obraliśmy układ mostka laboratoryjnego. W mostku laboratoryjnym wartość rezystora R₂ jest wartością regulowaną, natomiast w mostku technicznym jest to wartość stała. Obserwując wyniki pomiarów można zauważyć, że ma to wpływ na dokładność pomiaru za pomocą mostka. Dla dokładniejszego pomiaru lepiej jest wykorzystać mostek laboratoryjny. Rezystory wzorcowe tj. R2, R3, R4 miały tolerancję po 0,5% każdy co pozwoliło wyliczyć wartość błędu δ_Rx na podstawie danego wzoru. Wyniki pomiarów oraz obliczone błędy pomiarowe zostały zamieszczone w tabelach w pkt. 3.

---