Politechnika Lubelska		Laboratorium Metrologii
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 20
Nazwisko: Cocek Balun	Imię: Wojciech Marcin		Semestr VI	Grupa ED 6.4	Rok akad. 1995/96
Temat ćwiczenia: Pomiar mocy prądu jednofazowego.				Data wykonania 28.02.96	Ocena

I. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie zastosowań i własności kompensatorów napięciowych prądu stałego.

II. Spis przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu.

1. Galwanometr C=3,3⋅10^-9 A/m T_o=3s R_k= 1,8 kΩ R_g=190Ω

2. Mikroamperomierz magnetoelektryczny PL-P3-46-E6 zakres 750μA kl.0.5

3. Miliamperomierz magnetoelektryczny PL-P3-522-E6

4. Woltomierz magnetoelektryczny PL-P3-50-E6

5. Rezystor dekadowy PL-P3-555-E6 MDR-93-5a kl.0.05

6. Rezystor dekadowy PL-P3-338-E6 DR56-16 kl.0.05

III. Wykonanie ćwiczenia.

1. Wyznaczenie błędu czułości dla różnych wartości opornika R_W reprezentującego rezystancję wewnętrzną źródła E_X.

Schemat układu pomiarowego:

Tabela

Lp	IP	Rr	RW	RN	ΔRr	EX	Δα	Δ EX	δS	δEX	S
	μA	Ω	kΩ	kΩ	Ω	V	dz	mV	%	%	dz/V
1	430	3203.1	100	10	0	4.3	0
2		3186.3	82		16.8		10	7.2			1388.9
3		3191.0	70		12.1				0.36
4		3191.9	60		11.2
5		3192.7	50		10.4
6		3194.0	40		9.1
7		3195.2	30		8.9
8		3196.5	20		7.4
9		3197.6	10		6.3

Obliczenia:

E_X = I_P⋅R_N = 430⋅10^-6⋅10000= 4.3V

ΔE_X = I_P⋅ΔR_r = 1.35⋅10^-3⋅1.7= 7.2mV

S = Δα/ΔE_X = 10/7.2⋅10^-3= 1388.9 dz/V

Wykres charakterystyki S = f(R_W) rys.1

2. Pomiar metodą podstawienia ogniwa wzorcowego E_N kompensatorem o stałym prądzie.

Schemat układu pomiarowego:

I_P = 100μA R_N = 10120Ω E_NW = 1,01859V

E_N = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅10768 =1,0120V

3. Pomiar kompensatorem sem E_X badanego w pkt. 1.

Schemat układu pomiarowego:

I_P = 100μA

R_N = 12982.0Ω

Δα = 10 dz

ΔR_N = 2 Ω

E_X = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅12982= 1.2982V

ΔE_X = I_P⋅ΔR_N = 100⋅10^-6⋅2= 0.2mV

S = Δα/ΔE_X = 10/2⋅10^-4= 50000 dz/V

4. Pomiar rezystancji woltomierza magnetoelektrycznego na zakresie 3V kompensatorem napięcia stałego metodą porównawczą.

Schemat układu pomiarowego:

U_X = I_P⋅R_VOLT = 0,6524V

U_N = I_P⋅R_WN = 0,6503V

IV. Wnioski.

W pierwszym punkcie ćwiczenia wyznaczaliśmy błąd czułości w zależności od wartości rezystancji wewnętrznej źródła. Na podstawie wykreślonej charakterystyki S=f(R_W) stwierdzamy że czułość maleje wraz ze wzrostem R_W, natomiast błąd czułości maleje wraz ze zmniejszaniem się tej rezystancji. Przy wyborze rezystora R_r należy kierować się możliwością uzyskania większej płynności regulacji. W drugim punkcie ćwiczenia dokonaliśmy wzorcowania ogniwa E_N. Mierzyliśmy SEM ogniwa korzystając z metody podstawienia. Błąd pomiaru napięcia jałowego ogniwa badanego jest równy klasie ogniwa wzorcowego. Z tego względu jest to metoda bardzo dokładna. Wyznaczony doświadczalnie błąd czułości jest bardzo mały co świadczy o dużej dokładności zastosowanej metody pomiaru. W kolejnym punkcie za pomocą kompensatora napięcia stałego przy wykorzystaniu metody porównawczej mierzyliśmy rezystancję woltomierza megnetoelektrycznego na zakresie 3V. Pomiaru dokonywaliśmy mierząc raz spadek napięcia na rezystancji R_X, drugi raz na spadek napięcia na oporniku wzorcowym R_N. Pomiar osiąga szczególnie wysoką dokładność przy jednakowych wartościach znamionowych R_N i R_X, dzięki kompensowaniu się błędów pomiaru napięć U_X i U_N. Konieczna jest jednak ścisła stałość prądu I_P płynącego przez R_N i R_X w czasie pomiarów. Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia i analizy uzyskanych pomiarów widać, że kompensatory pracujące przy stałym prądzie I_P są najdokładniejszymi narzędziami pomiaru wielkości elektrycznych, które da się przetworzyć na napięcie. Błędy występujące przy pomiarach kompensatorami wynikają z niedokładności elementów współpracujących z kompensatorami tzn. z niestabilności napięcia E_W, niestabilności źródła zasilania oraz błędów wnoszonych przez wskaźnik równowagi.

U

E_X

R_r

R_N

R_W

mA

W

I_P

G

W

R_W

[Ω]

μA

I_p

U

E_X

R_r

W

G

E_W

Telep W

Galw.

Telep K

Szab

Kompensator

2

1

P

E_X

E_N

2

1

do E_X komp.

W

2

1

P

2

1

do E_X komp.

U

R_N2

R_X

mA

R_N = 1000Ω

I_P = 100μA

R_WN = 6503,9Ω

R_VOLT = 6524,0Ω

---