Badanie podstawowych właściwości metrologicznych przyrządów i układów pomiarowych.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodyką wykonywania pomiarów wielkości elektrycznych oraz rodzajami błędów występujących przy pomiarze, a także omówienie sposobów matematycznego opracowywania wyników pomiarów.

Część I

Układ połączeń do eliminacji błędów systematycznych metodą podstawiania. (układ nr 1)

Przyrządy pomiarowe:

• Opornik dekadowy typ DR5b-16 U_G=650V R₀=6,2±0,5 mΩ klasa 0,05

• Woltomierz elektromagnetyczny klasa 0,5 zakres 15V nr IE1-PN-7/1-92

• Amperomierz elektromagnetyczny klasa 0,5 zakres 150mA nr ME2766

• Opornik regulacyjny 280Ω 1,2A

UV[V]	JA[mA]	Rx'[Ω]	Rx[Ω]	ΔRx[Ω]	δRx
11	140	78,6	75	3,6	4,8%

Przykładowe obliczenia:

Część II:

Mostek Scheringera - układ do wyznaczania błędów przypadkowych. (układ nr 2)

Przyrządy pomiarowe:

• Opornik regulacyjny 100Ω,Izn=2.2A

• Kondensator styrofleksowy(mierzony)

• Kondensator nastawny

• Opornik dekadowy DR 5b-16 kl:0.05%

• Autotransformator

• Selektywny wskaźnik zera f=50Hz, kl:1.5, Uwe(max)=6V

Lp.	R2 [Ω]	C3 [nF]	R4 [Ω]	C4 [nF]	Cx' [nF]	ϑRx'	Rx' [Ω]	ϑCx'
1	3183	100	250	278	1273,2	-0,009	695,0	0,043
2	3183	100	240	269	1326,3	0,033	645,6	0,078
3	3183	100	250	300	1273,2	-0,009	750,0	-0,034
4	3183	100	250	290	1273,2	-0,009	725,0	0,000
5	3183	100	250	300	1273,2	-0,009	750,0	-0,034
6	3183	100	250	290	1273,2	-0,009	725,0	0,000
7	3183	100	245	290	1299,2	0,012	710,5	0,000
8	3183	100	250	295	1273,2	-0,009	737,5	-0,017
9	3183	100	250	296	1273,2	-0,009	740,0	-0,021
10	3183	100	245	290	1299,2	0,012	710,5	0,000
11	3183	100	250	300	1273,2	-0,009	750,0	-0,034
12	3183	100	250	290	1273,2	-0,009	725,0	0,000
13	3183	100	250	278	1273,2	-0,009	695,0	0,043
14	3183	100	250	300	1273,2	-0,009	750,0	-0,034
15	3183	100	245	295	1299,2	0,012	722,8	-0,017
16	3183	100	245	295	1299,2	0,012	722,8	-0,017
17	3183	100	250	300	1273,2	-0,009	750,0	-0,034
18	3183	100	248	278	1283,5	-0,001	689,4	0,043
19	3183	100	250	290	1273,2	-0,009	725,0	0,000
20	3183	100	245	300	1299,2	0,012	735,0	-0,034
21	3183	100	250	290	1273,2	-0,009	725,0	0,000
22	3183	100	250	269	1273,2	-0,009	672,5	0,078
23	3183	100	245	295	1299,2	0,012	722,8	-0,017
24	3183	100	247	290	1288,7	0,003	716,3	0,000
25	3183	100	240	290	1326,3	0,033	696,0	0,000
26	3183	100	250	300	1273,2	-0,009	750,0	-0,034
27	3183	100	245	290	1299,2	0,012	710,5	0,000
28	3183	100	250	300	1273,2	-0,009	750,0	-0,034
29	3183	100	250	269	1273,2	-0,009	672,5	0,078
30	3183	100	245	279	1299,2	0,012	683,6	0,039

Wzory i obliczenia:

R_4śr=247,8 [Ω]

C_4śr=289,9[nF]

δśrCx=0.0012

δśrRx=0.0001

Rachunek błędu (przykład dla wartości R):

R=247,59±1,71[Ω]

C=289,86±17,83[nF]

Uwagi i wnioski

• Bez względu na metodę pomiarową i dokładność użytych przyrządów nie można wyznaczyć dokładnie wartości liczbowej wartości mierzonej.

• Niedoskonałość przyrządów oraz metod pomiarowych, a także naszych zmysłów powoduje błędy, których nie można uniknąć.

• Błędy systematyczne są spowodowane wadliwymi wskazaniami przyrządów lub też wadami metody pomiarowej.

• W każdym pomiarze daną metodą źródłem błędu jest ta sama przyczyna stąd wartość błędu jest ta sama .

• Z błędem systematycznym stykamy się w metodzie technicznej pomiaru rezystancji mierząc w zależności od układu tylko jedną wielkość dokładnie .W naszym wypadku obarczony błędem jest pomiar napięcia.

• Błędy przypadkowe występują gdy wielokrotne pomiary tej samej wielkości fizycznej dają różne wyniki liczbowe przy tej samej metodzie pomiarowej.

• W przypadku dużej liczby pomiarów błędy przypadkowe podlegają prawom statystycznym.

---