Filia Politechniki Wrocławskiej

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA FILIA W JELENIEJ GÓRZE	Furdykoń Marcin Gołas Tomasz Koman Jędrzej	Wydział: Elektryczny Rok: II Grupa: 1 Rok Akademicki: 2002/2003
LABORATORIUM MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO
Data wykonania ćwiczenia: 27.10.2003	Temat: POMIAR NAPIĘĆ STAŁYCH	Ocena:
Nr ćwiczenia: 1			Podpis:

w Jeleniej Górze

1) Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodami obliczania i eliminowania błędów pomiaru, wynikających ze zmiany wartości mierzonej wskutek włączenia przyrządu pomiarowego, oraz możliwościami zastosowania woltomierzy i amperomierzy prądu stałego do pomiarów sygnału zmiennego ze składową stałą. W celu dokładniejszego obliczenia błędów wynikających z klasy dokładności użytych mierników, pomiarów dokonywaliśmy raz podłączając woltomierze pojedynczo, a następnie wszystkie jednocześnie.

2) Opis ćwiczenia:

Wykonywaliśmy kolejno pomiary spadków napięć na trzech różnych rezystancjach podłączając trzy woltomierze. Żeby móc obliczyć niedokładność wskazań użytych woltomierzy przeprowadziliśmy także pomiary przy podłączonych trzech miernikach jednocześnie. Następnie wybraliśmy rezystancję, przy której był najmniejszy rozrzut wyników pomiarów spadków napięć na wszystkich trzech woltomierzach. Dla tej rezystancji przeprowadziliśmy dodatkowe pomiary:

• przez rezystancję został przepuszczony prąd zmienny wyprostowany

jednopołówkowo

• przez rezystancję został przepuszczony prąd zmienny wyprostowany

jednopołówkowo, dodatkowo wygładzony przez kondensator

3) Schemat układu pomiarowego:

V₁- woltomierz analogowy o rezystancji wewnętrznej 5 kΩ

V₂- woltomierz analogowy o rezystancji wewnętrznej 100MΩ

V₃- woltomierz cyfrowy o rezystancji wewnętrznej 10 MΩ

4) Tabele z wynikami pomiarów. Przykładowe wzory i

obliczenia :

Wyniki pomiarów:

Rezystancje	Woltomierze podłączone pojedynczo							Woltomierze podłączone jednocześnie
		V1			V2			V3	V1			V2			V3
		dz	c	U	dz	C	U	U	dz	c	U	dz	c	U	U
R1	3	0,2	0,6	5,5	1	5,5	5,85	3	0,2	0,6	0,2	1	0,2	0,57
R2	26	0,2	5,2	5,3	1	5,3	5,74	26	0,2	5,2	4,88	1	4,88	5,22
R3	19	0,2	3,8	5,45	1	5,45	5,85	19	0,2	3,8	3,5	1	3,5	3,88
R4	58	0,2	11,6	11,3	1	11,3	11,69	58	0,2	11,6	11,3		11,3	11,6

Pomiar napięcia przy jednoczesnym podłączeniu trzech woltomierzy dla rezystancji R₄.

	Pomiar napięć
Woltomierze	av	cv	Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		Dz	V/dz	V	V	%	V
V1	57,8	0,2	11,56	0,03	0,26	11,7±0,03
V2	11,56	1	11,2	0,08	0,64	11,7±0,08
V3	11,56	-	11,59	0,98	8,41	11,7±0,98

Błąd miernika cyfrowego:

Ux - wartość zmierzona napięcia

Uz - zakres miernika cyfrowego

ΔU=±(0,05⋅11,7+0,01⋅40)=0,985 V

Przykładowe obliczenia dla woltomierza o rezystancji wewnętrznej 5 kΩ.

C_v=U_n/a_max=20V / 100dz = 0,2V/dz

U_v=C_va_v= 0,2⋅58,5=11,7V

ΔU_v=kl⋅U_n/100=1,5⋅20/100 = ± 0,03 V

δU_v=ΔU_v⋅100/U_v= 0,256 % ≈ 0,26 %

Pomiar napięcia przy podłączaniu woltomierzy pojedynczo. Dla rezystancji R₄.

	Pomiar napięć
Woltomierze	av	cv	Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		Dz	V/dz	V	V	%	V
V1	57,8	0,2	11,56	0,03	0,26	11,7±0,03
V2	11,2	1	11,2	0,08	0,64	11,7±0,08
V3	11,60	-	11,60	0,98	8,41	11,7±0,98

Przykładowe obliczenia dla woltomierza o rezystancji wewnętrznej 100 MΩ.

C_v=U_n/a_max=15V / 15dz = 1V/dz

U_v=C_va_v= 1⋅11,7=11,7V

ΔU_v=kl⋅U_n/100=0,5⋅15/100 = ± 0,075

δU_v=ΔU_v⋅100/U_v= 0,64 %

5) Spis przyrządów:

Woltomierz elektromagnetyczny Nr 1121384

Woltomierz magnetoelektryczny TLME-2

Woltomierz cyfrowy

3) Wnioski:

Celem tego ćwiczenia było poznanie typowych błędów w pomiarach napięć stałych oraz wyznaczenie napięcia U_x. Pomiarów dokonaliśmy dysponując trzema różnymi woltomierzami o różnej rezystancji. Przy każdorazowym załączaniu woltomierzy do obwodu następowała zmiana wielkości mierzonej. Zmiana była tym mniejsza, im mniejsza była moc pobierana przez woltomierz. W naszych obliczeniach użyliśmy wyników pomiaru napięcia przy rezystancji R₄, ponieważ nie występował tam praktycznie żaden rozrzut wyników pomiarów. Spowodowane było to tym, że rezystancja R₄ była dostatecznie mała, jak również błędem odczytu z mierników, ponieważ podczas pomiaru rezystancji R₄ wskazówki mierników w bardzo dużym stopniu się wahały, dlatego nie pozwoliło to na precyzyjne odczytanie wyniku. Wydaje mi się, ze było to spowodowane złym tłumieniem mierników. Najmniejszy błąd pomiaru występował przy woltomierzu o dużej rezystancji wewnętrznej. Natomiast analiza błędu metody wymagała znajomości parametrów przyrządów np. klasy dokładności. Również tutaj okazało się, że wyniki pomiarów na wszystkich trzech woltomierzach były zbliżone.

5

---