Politechnika Lubelska		Laboratorium Metrologii
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 20
Nazwisko: Franczak Kowalik Wróbel	Imię: Adam Grzegorz Krzysztof		Semestr VI	Grupa ED 6.2	Rok akad. 1995/96
Temat ćwiczenia: Zastosowanie kompensatorów prądu stałego				Data wykonania .20. 02. 1997	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_g = 1,8 kΩ

2. Mikroamperomierz magnetoelektryczny PL-P3-46-E6

3. Miliamperomierz magnetoelektryczny PL-P3-522-E6

4. Woltomierz magnetoelektryczny PL-P3-50-E6

5. Rezystor dekadowy PL-P3-555-E6

6. Rezystor dekadowy PL-P3-338-E6

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
	A	Ω	Ω	Ω	Ω	V	dz	mV	%	%	dz/V
1		3710.1	0		1.7			2.2	0.16		4545
2		3710	1		7.7			2.3	0.17		4347
3	1.35	3709.9	10	1000	1.8	1.35	10	2.4	0.18	1.16	4166
4		3709.9	100		2			2.7	0.2		3703
5		3709.9	1000		3.7			4.9	0.36		2040
6		3709.9	10000		20.4			27.5	2.03		363

Obliczenia:

E_X = I_P⋅R_N = 1.35⋅10^-3⋅1000= 1.35V

ΔE_X = I_P⋅ΔR_r = 1.35⋅10^-3⋅1.7= 2.2mV

S = Δα/ΔE_X = 10/2.2⋅10^-3= 4545 dz/V

Wykres charakterystyki S = f(R_W)

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

Schemat układu pomiarowego:

I_P = 100μA R_N = 10768Ω E_NW = 1,01859V

E_N = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅10768 =1,0768V

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

Schemat układu pomiarowego:

I_P = 100μA

R_N = 13159Ω

Δα = 10 dz

ΔR_N = 1.2 Ω

E_X = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅13159= 1.3159V

ΔE_X = I_P⋅ΔR_N = 100⋅10^-6⋅1.2= 0.12mV

S = Δα/ΔE_X = 10/0.12⋅10^-3= 83.333 dz/V

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

Schemat układu pomiarowego:

U_X = I_P⋅R_VOLT = 0,63724V

U_N = I_P⋅R_WN = 0,63594V

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.

---