WYDZIAŁ ELEKTRONIKI KATEDRA MIERNICTWA ELEKTRONICZNEGO LABORATORIUM PODSTAW MIERNICTWA
|
||
Ćwiczenie: A
|
Imię i nazwisko:
|
|
Temat:
Pomiar napięcia przyrządami analogowymi i cyfrowymi. |
Data wykonania ćwiczenia:
|
27.02.2002 |
|
Data odbioru sprawozdania:
|
6.03.2002 |
|
Ocena zaliczenia:
|
|
|
Uwagi:
|
1. CEL ĆWICZENIA.
Poznanie źródeł informacji o parametrach i warunkach eksploatacji narzędzi pomiarowych, zapoznanie ze sposobami użytkowania wybranych analogowych i cyfrowych przyrządów pomiarowych. Nabycie umiejętności oceny wyników pomiarów, wynikającej z wartości błędów granicznych użytkowanego narzędzia pomiarowego.
2. SPIS PRZYRZĄDÓW.
Woltomierz LM-3:
dokładność (klasa): kl. = 0,5
zakres: αmax = 75 działek
obwód prądu stałego i/lub ustrój prądu stałego
przyrząd magnetoelektryczny o ruchomej cewce
napięcie probiercze większe od 500V (np.: 3kV)
przyrząd o podzielni pionowej podczas pracy
Multimetr LG DM-441B ( jako woltomierz ):
sugerowany zakres pracy przez producenta: do 1000mV
błąd: przy pomiarze do 1000mV ± (0,1% + 4cyfry),
powyżej 1000mV ± (0,15%+4cyfry)
Zasilacz stabilizowany TYP 5121
3. Analiza wyników pomiarów woltomierzem analogowym.
Wartości odczytane z woltomierza analogowego na poszczególnych zakresach pomiarowych.
Zakres |
3V |
7,5V |
15V |
30V |
Wartość odczytana |
71,8 |
28,8 |
15 |
7,4 |
Po przeprowadzeniu analizy i obliczeni błędów pomiarów otrzymałem następujące wyniki.
Zakres (UZ ) |
3 V |
7,5 V |
15 V |
30 V |
Wynik pomiaru (U [V]) |
2,87 |
2,88 |
3,00 |
2,96 |
Błąd graniczny (ΔU [V]) |
0,02 |
0,04 |
0,08 |
0,15 |
Błąd względny (δU) |
0,52% |
1,30% |
2,50% |
5,07% |
Błąd odczytu [V] |
brak |
brak |
0,04 |
brak |
U ± ΔX [V] |
2,87±0,02 |
2,88±0,04 |
3,00±0,12 |
2,96±0,15 |
Podczas analizy wyników pomiarów zauważyłem, że jedna z wartości odczytanych jest obarczona błędem odczytu. Wynika on jedynie z mojej nieuwagi i niedopatrzenia podczas zapisywania wartości w notatkach.
Przedział niepewność pomiarów przedstawiam w tabeli poniżej.
Zakres |
Przedział niepewności |
|
|
od |
do |
3 V |
2,85 |
2,89 |
7,5 V |
2,84 |
2,92 |
15 V |
2,88 |
3,12 |
30 V |
2,81 |
3,11 |
W powyższych obliczeniach skorzystałem z następujących wzorów:
;
;
4. Analiza wyników pomiarów woltomierzem cyfrowym.
Wartości odczytane podczas pracy w laboratorium zamieściłem w tabeli poniżej.
Zakres |
2 V |
20 V |
200 V |
2000 V |
Wartość odczytana |
1,3642 |
1,377 |
1,36 |
1,4 |
Obliczenia i analiza wyników znajduje się w tabeli poniżej.
Zakres (UZ ) |
2 V |
20 V |
200 V |
2000 V |
Wynik pomiaru (U [V]) |
1,3642 |
1,377 |
1,36 |
1,4 |
Błąd graniczny (ΔU [V]) |
0,0018 |
0,005 |
0,04 |
0,4 |
Błąd względny (δU) |
0,13% |
0,39% |
3,04% |
28,67% |
|
||||
U ± ΔX [V] |
1,3642±0,0018 |
1,377±0,005 |
1,36±0,04 |
1,4±0,4 |
Przedział niepewności pomiarów przedstawiam w tabeli poniżej.
Zakres |
Przedział niepewności |
|
|
od |
do |
2 V |
1,3626 |
1,3660 |
20 V |
1,372 |
1,382 |
200 V |
1,32 |
1,40 |
2000 V |
1,0 |
1,8 |
W powyższych obliczeniach skorzystałem z następujących wzorów:
;
5. PODSUMOWANIE I WNIOSKI KOŃCOWE.
Jak łatwo daje się zauważyć wraz ze wzrostem zakresu pomiarowego wielkość błędu znacznie wzrasta. W przypadku woltomierza analogowego można zauważyć pewną zależność. Mianowicie błąd graniczny rośnie „prawie” proporcjonalnie do zakresu pomiaru, a przedstawia się to następująco:
Natomiast w przypadku woltomierza cyfrowego nasuwa się podobna zależność. Wygląda to w ten sposób:
Zjawisko zwiększania się błędu wraz ze wzrostem zakresu związane jest z faktem, że wraz ze wzrostem zakresu zmniejsza się jego wykorzystanie i tym samym błąd wzrasta. Na błędy pomiaru mogły jeszcze wpłynąć takie czynnik jak duża wilgotność powietrza ( lub mała ) czy temperatura w laboratorium.
1