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 To=3s Rg = 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 RW reprezentującego rezystancję wewnętrzną źródła EX.
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:
EX = IP⋅RN = 1.35⋅10-3⋅1000= 1.35V
ΔEX = IP⋅ΔRr = 1.35⋅10-3⋅1.7= 2.2mV
S = Δα/ΔEX = 10/2.2⋅10-3= 4545 dz/V
Wykres charakterystyki S = f(RW)
2. Pomiar metodą podstawienia ogniwa wzorcowego EN kompensatorem o stałym prądzie.
Schemat układu pomiarowego:
IP = 100μA RN = 10768Ω ENW = 1,01859V
EN = IP⋅RN = 100⋅10-6⋅10768 =1,0768V
3. Pomiar kompensatorem sem EX badanego w pkt. 1.
Schemat układu pomiarowego:
IP = 100μA
RN = 13159Ω
Δα = 10 dz
ΔRN = 1.2 Ω
EX = IP⋅RN = 100⋅10-6⋅13159= 1.3159V
ΔEX = IP⋅ΔRN = 100⋅10-6⋅1.2= 0.12mV
S = Δα/ΔEX = 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:
UX = IP⋅RVOLT = 0,63724V
UN = IP⋅RWN = 0,63594V
IV. Wnioski.
W pierwszym punkcie ćwiczenia wyznaczaliśmy błąd czułości w zależności od wartości rezystancji wewnętrznej źródła. Na podstawie wykreślonej charakterystyki S=f(RW) stwierdzamy że czułość maleje wraz ze wzrostem RW, natomiast błąd czułości maleje wraz ze zmniejszaniem się tej rezystancji. Przy wyborze rezystora Rr należy kierować się możliwością uzyskania większej płynności regulacji. W drugim punkcie ćwiczenia dokonaliśmy wzorcowania ogniwa EN. 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 RX, drugi raz na spadek napięcia na oporniku wzorcowym RN. Pomiar osiąga szczególnie wysoką dokładność przy jednakowych wartościach znamionowych RN i RX, dzięki kompensowaniu się błędów pomiaru napięć UX i UN. Konieczna jest jednak ścisła stałość prądu IP płynącego przez RN i RX w czasie pomiarów. Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia i analizy uzyskanych pomiarów widać, że kompensatory pracujące przy stałym prądzie IP 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 EW, niestabilności źródła zasilania oraz błędów wnoszonych przez wskaźnik równowagi.
U
EX
Rr
RN
RW
mA
W
IP
G
W
S [dz/V]
RW
[Ω]
μA
Ip
U
EX
Rr
W
G
EW
Telep W
Galw.
Telep K
Szab
Kompensator
2
1
P
EX
EN
2
1
do EX komp.
W
2
1
P
2
1
do EX komp.
U
RN2
RX
mA
RN = 1000Ω
IP = 100μA
RWN = 6359,4Ω
RVOLT = 6372,4Ω