Politechnika Lubelska		Laboratorium Metrologii
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 20
Nazwisko: Mazurek Żurański	Imię: Paweł Wojciech		Semestr VI	Grupa ED 6.1/6.2	Rok akad. 1999/2000
Temat ćwiczenia: Zastosowanie kompensatorów prądu stałego				Data wykonania	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-P3-234-E6l; zakres 3V kl. 0,5

5. Rezystor dekadowy PL-P3-535-E6 MDR-93-5a kl.0.05

6. Rezystor dekadowy PL-P3-344-E6 DR56-16 kl.0.05

7. Rn=10000 

Rn₂= 10185Ω

9.E_x=1,2 V

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	Rr	EX		 EX	δS	S
	A			k		mV	dz	mV	%	dz/mV
1	0,0012	-	30000	1		1200	0	-	-	-
2	0,0012	-	10000	1	-	1200	0,5	16,8	1,4	0,03
3	0,0012	-	1000	1	-	1200	3	12	1	0,25
4	0,0012	-	500	1	-	1200	4,5	10,8	0,9	0,42
5	0,0012	-	100	1	-	1200	6,5	9,6	0,8	0,68
6	0,0012	-	50	1	-	1200	7	7,2	0,6	0,97
7	0,0012	-	10	1	-	1200	7,5	6	0,5	1,25
8	0,0012	-	0	1	-	1200	3	3,6	0,3	0,83

Obliczenia:

E_X = I_P⋅R_N = 0,0012⋅10000= 1,2V

ΔE_X = I_P⋅ΔR_r = 0,0012⋅14= 16,8mV

S = Δα/ΔE_X = 0,5/16,8⋅10^-3= 0,3 dz/mV

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

Schemat układu pomiarowego:

I_P = 100μA R_N = 10185,9Ω E_NW = 1,01859V

E_N = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅10185,9 =1,01859V

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

Schemat układu pomiarowego:

I_P = 100μA

R_N = 10174,6Ω

Δα = 12 dz

ΔR_N = 2 Ω

E_X = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅10174,6= 1,01746V

ΔE_X = I_P⋅ΔR_N = 100⋅10^-6⋅2= 0.2mV

S = Δα/ΔE_X = 12/10^-4= 120000 dz/V

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

Schemat układu pomiarowego:

U_X = I_P⋅R_VOLT = 0,78315 V

U_N = I_P⋅R_WN = 0,52249 V

IV. Wnioski.

W trakcie ćwiczenia wyznaczony został błąd czułości w zależności od wartości rezystancji wewnętrznej źródła. Na podstawie wykreślonej charakterystyki S=f(R_W) stwierdzono że czułość maleje wraz ze wzrostem R_W, natomiast błąd czułości maleje wraz ze zmniejszaniem się tej rezystancji.

Konkluzją powyższego jest to , iż przy wyborze rezystora R_r należy kierować się możliwością uzyskania większej płynności regulacji.

Następnie dokonano wzorcowania ogniwa E_N. Metodą pomiaru SEM ogniwa była metoda podstawienia . Wyznaczony doświadczalnie błąd czułości jest mały co świadczy o dużej dokładności zastosowanej metody pomiaru.

W kolejnym punkcie za pomocą kompensatora napięcia stałego przy wykorzystaniu metody porównawczej mierzono rezystancję woltomierza magnetoelektrycznego na zakresie 3V. Pomiaru dokonywano mierząc raz spadek napięcia na rezystancji R_X, zaś drugi raz spadek napięcia na oporniku wzorcowym R_N. Pomiar osiąga szczególnie wysoką dokładność przy jednakowych wartościach znamionowych R_N i R_X, ma na to bezpośredni wpływ kompensowanie 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 wykonanych pomiarów możemy stwierdzić ,

że kompensatory pracujące przy stałym prądzie I_P są jednymi z najdokładniejszych narzędzi pomiaru wielkości elektrycznych, które da się przetworzyć na napięcie. Błędy występujące przy pomiarach kompensatorami wynikają z niedokładności elementów współpracujących z kompensatorami (niestabilności napięcia E_W, niestabilności źródła zasilania ) .

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 = 5224,9Ω

R_VOLT = 7831,5Ω

---