SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 5
Temat : Pomiar pradu i napięcia stałego przyrządami analogowymi i cyfrowymi.
Wydział :	Elektronika
Kierunek :	E i T
Skład grupy :	Paweł Pirosz , Piotr Pietrek
Prowadzący:	mgr R. Szczepanowski
Wykonał:	Piotr Pietrek

1. Cel ćwiczenia :

Metodami obliczania i eliminowania błędów pomiaru, wynikających ze zmiany wartości mierzonej wskutek włączenia przyrządu pomiarowego.

2. Wprowadzenie do ćwiczenia :

Obwody , w których mierzone jest napięcie lub prąd, mogą pod wpływem przyłączenia przyrządu pomiarowego zmienić swoje parametry. Zmiana ta będzie tym mniejsza im mniejsza będzie moc pobierana przez przyrzad. Włączjąc przyrząd pomiarowy w obwód pomiarowy powodujemy powstanie błędu metody.

3. Program ćwiczenia:

• pomiar napięcia stałego na wyjściu wzmacniacza pomiarowego

• pomiar stabilności czasowej żródła napięciowego

• pomiar natężenia prądu stałego metodą bezpośrednią i pośrednią

• pomiar natężenia prądu w sieci elektrycznej

• pomiar prądów pobieranych przez aparaturę elektroniczną (woltomierze, wzmacniacze)

4. Przebieg ćwiczenia:

1. Zestaw przyrządów:

• woltomierz analogowy LM-3 ( kl.0,5 R_V=1000Ω/V)

• woltomierz cyfrowy V-530 ( Δ=0,05% wartości mierzonej +0,01% pełnego zakresu)

R_V(100mV,1V)=1000 [MΩ]

R_V(10V,100V,1000V)=10 [MΩ]

• miliamperomierz analogowy LM-3( kl.0,5 )

• amperomierz cyfrowy VC-10T(Δ=0,2% wartości mierzonej+0,1% podzakresu)

R_A=0,001[Ω]

• wzmacniacz pomiarowy

• dekadówka

• sieć rezystorów R=1[kΩ]

• zasilacz napięcia wzorcowego ZNR-7

2. Wyniki pomiarów.

2.1. pomiar napięcia stałego na wyjściu wzmacniacza pomiarowego

1. przyrządem analogowym LM-3

R_we=1[kΩ]

Uwy[V]	Uzak[V]	ΔU[V]	δU[%]	K	Rv[kΩ]	ΔmU[V]	δm.U[%]
10,5	15,0	0,1	0,8	1	15	0,7	6
8,25	15,0	0,1	0,9	0,8	15	0,6	6
6,1	7,50	0,04	0,7	0,6	7,5	0,8	12
4,1	7,50	0,04	1	0,4	7,5	0,5	12
2	3,00	0,02	0,8	0,2	3	0,7	25
1	1,50	0,01	0,8	0,1	1,5	0,7	40

b) przyrządem cyfrowym V-530

Uwy[V]	Uzak[V]	ΔU[V]	δU[%]	K	Rv[M.Ω]	ΔmU[V]	δm.U[%]
10,00	100	0,02	0,2	1	10	0,02	0,1
8,00	100	0,02	0,2	0,8	10	0,02	0,1
6,02	10	0,01	0,1	0,6	10	0,01	0,1
4,016	10	0,004	0,1	0,4	10	0,01	0,1
2,017	10	0,003	0,1	0,2	10	0,003	0,1
1,017	10	0,002	0,2	0,1	10	0,002	0,1

2.2 pomiar stabilności czasowej żródła napięciowego :

1. przyrządem analogowym LM-3 i cyfrowym V-530

• bezpośrednio

Zaś : ZNR-7

R_{v LM-3}=15[kΩ]

R_{v V-530}=10[MΩ]

T[s]	Analogowy	Cyfrowy
		Uwy[V]	Uwy[V]
10	10,5	9,98
20	10,5	9,98
30	10,5	9,98
40	10,5	9,98
50	10,5	9,98
60	10,5	9,98
70	10,5	9,98
80	10,5	9,98
90	10,5	9,98
100	10,5	9,98

• ze wzmacniaczem pomiarowym

k=1

Zaś : ZNR-7

R_{v LM-3}=3[kΩ]

R_{v V-530}=10[MΩ]

T[s]	Analogowy	Cyfrowy
		Uwy[V]	Uwy[V]
10	10	9,499
20	10	9,499
30	10	9,499
40	10	9,499
50	10	9,497
60	10	9,497
70	10	9,497
80	10	9,497
90	10	9,497
100	10	9,498

Stabilność dla V-530 =0,94979[V/s]

• metodą różnicową :

T[s]	Analogowy
		Uróżnica[mV]
10	27,5
20	27,5
30	27,5
40	27,5
50	27,5
60	30
70	30
80	30
90	30
100	30

Stabilność=2,875[mV/s]

2.3 pomiar natężenia prądu stałego

a ) metoda bezpośrednia :

- przyrząd analogowy LM-3

RW[kΩ]	I[mA]	Izak[mA]	ΔI[mA]	RA[Ω]	δm.I[%]
0,2	10	15	0,08	1,54	0,8
0,8	10	15	0,08	1,54	0,2
1	10	15	0,08	1,54	0,2
2	10	15	0,08	1,54	0,1

- przyrząd cyfrowy VC-10T

RW[kΩ]	I[mA]	Izak[mA]	ΔI[mA]	RA[Ω]	δm.I[%]
0,2	9,56	20	0,004	0,01	0,01
0,8	9,93	20	0,004	0,01	0,002
1	9,96	20	0,004	0,01	0,001
2	10,01	20	0,004	0,01	0,001

1. metoda pośrednia

miernik : LM-3

RW[kΩ]	U[V]	Uzak[V]	ΔU[V]	RV[kΩ]	ΔmU[V]	ΔmU[%]	I[mA]
0,2	21,0	30	0,2	30	0,2	0,7	105
0,8	10,5	15	0,1	15	0,6	5,1	13,125
1	8,0	15	0,1	15	0,6	6,3	8
2	2,10	3	0,02	3	1,5	40	1,05

2.4 pomiar natężenia prądu w sieci elektrycznej :

a)

I₃=16[mA] Δ=0,2[mA]

I₂=4,25[mA] Δ=0,02[mA]

I₁=19[mA] Δ=0,04[mA]

I₅=I₁-I₂=19-4,25=14,75[mA] Δ=0,06[mA]

I₄=I₅-I₃=14,75-16=-1,25[mA] Δ=0,26[mA]

b)

U[V]	Uzak[V]	I[mA]	ΔmU[V]	ΔmU[%]
4,9	7,5	4,9	1,3	21,1
7,25	15	7,25	0,9	12
10,5	30	10,5	0,7	6,25

2.5 pomiary prądów pobieranych przez aparaturę elektroniczną

LM-3

U[V]	Uzak[V]	I[mA]	Izak[mA]	ΔU[V]	ΔI[mA]
6,3	7,5	0,8	3	0,04	0,02
6,25	15	0,4	3	0,08	0,02
6,5	30	0,2	3	0,2	0,02

5. Wzory

6. Wnioski:

Po przeprowadzonych pomiarach można zauważyć, że wprowadzenie przyrządu pomiarowego do układu badanego powoduje powstanie błędu metody. W podpunkcie 2.1 widać wyrażny wpływ rezystancji wewnętrznej woltomierza na wynik pomiaru ( LM-3 ) stąd też rosnące w miarę zbliżania się rezystancji wewnętrznej przyrządu do rezystancji wejściowej wzmacniacza pomiarowego błędy względne metody. W przypadku miernika cyfrowego błąd metody jest nie wielki (duże R_we=10MΩ). Podobnie w przypadku pomiaru natężenia prądu R_A powinno być jak najmniejsze gdyż powoduje zmianę wartości prądu płynącego w obwodzie i powoduje powstanie błędu metody. Błąd ten jest tym większy im R_A jest bardziej zbliżona do R₀ obwodu. W pomiarach pośrednich błąd metody był tym większy im rezystancja wewnętrzna woltomierza była bardziej zbliżona do rezystancji wzorcowej R_w. Błędy podstawowe obliczono z klasy przyrządów.

Pomiar stabilności żródła napięciowego obliczono jako iloraz sumy napięcia mierzonego w przedziałach czasowych do sumy przedziałów czasowych.

Wartości prądów w sieci elektrycznej pkt. 2.4 wyznaczono z I prawa Kirchoffa.

7

---