2011 Grupa: środa 15-17

Prowadzący: mgr inż. Beata Krzywaźnia

Temat ćwiczenia: Pomiar napięć stałych

Cel ćwiczenia: zapoznanie się z podstawowymi przyrządami pomiarowymi

Tabela 1. Pomiar woltomierzem analogowym.

Lp.		U zakres	max.	Cv	Ux [V]	Niepewn. bezwgl. [V]	Niepewn. wzgl. [%]	Ux + Ux [V]
1.	59.6	7.5 V	75	0.1	5.96	0.04	0.6%	5.96 +/- 0.04
2.	29.6	15 V	75	0.2	5.92	0.08	1.3%	5.92 +/- 0.08
3.	5.9	30 V	30	1	5.9	0.15	2.5%	5.9 +/- 0.15

Niepewność bezwzględną wyliczamy ze wzoru:

Niepewność względną wyliczamy ze wzoru:

Tabela 2. Pomiar woltomierzem cyfrowym.

	Ux [V]	Zakres	Z	Niepewn. bezwgl. [V]	Niepewn. wzgl. [%]	Ux + Ux
1.	6.000	20 V	0.001	0.006 V	0.1 %	6 +/- 0.006 V
2.	5.99	200 V	0.01	0.03 V	0.55 %	5.99 +/- 0.03 V
3.	5.8	1000 V	0.1	0.3 V	5.2 %	5.8 +/- 0.3 V

Dane techniczne: M-4640A 0.05%rdg + 3dgt

Niepewność bezwzględną liczymy ze wzoru:

Tabela 3. Badanie wpływu rezystancji wewnętrznej woltomierza o klasie 0.5 przy zakresie Uz=1.5 V. Niepewność bezwzględna wynosi: 0.0075V. Rv= 1 500 

Rw []	x	Ux	Umet.	pE = -Umet.	E = Ux + p	ΔE = UX (1+ RW/RV)	E+/- ΔE
0	28.7	1.435	-0.01	0.01	1.445	1	1.445+/-1
10	28.4	1.42	-0.09	0.09	1.51	1.007	1.51+/-1.007
100	27.6	1.38	-0.092	0.092	1.472	1.067	1.472+/-1.067
1 000	17.8	0.89	-0.59	0.59	1.48	1.667	1.48+/-1.667
10 000	3.9	0.135	-0.9	0.9	1.035	7.667	1.035+/-7.667
100 000	0.9	0.045	-3	3	3.045	67.67	3.045+/-67.67
1 000 000	0.2	0.01	-6.67	6.67	6.68	667.7	6.68+/-667.7

Umet. Liczymy ze wzoru:

E liczymy ze wzoru:

Tabela 4. Pomiar napięcia przyrządem cyfrowym dla 1.5 V. Rv = 10M

Rw	Ux [V]	Umet. [V]	pE=-Umet	E=Ux+p	E [V]	E+/-E
0	1.5049	0	0	1.5049	0	1.5049
10	1.5049	-1.5^e-6	1.5^e-6	1.5049	1.5^e-12	1.5049+/-1.5^e-12
100	1.5048	-1.5^e-5	1.5^e-5	1.5048	1.5^e-10	1.5049+/-1.5^e-10
1 000	1.5046	-1.5^e-4	1.5^e-4	1.5048	1.5^e-8	1.5048+/-1.5^e-8
10 000	1.5032	-0.0015	0.0015	1.5047	1.5^e-6	1.5047+/-1.5^e-6
100 000	1.4896	-0.0149	0.0149	1.5045	0.000149	1.5046+/-0.000149
1 000 000	1.3710	-0.1371	0.1371	1.5081	0.01371	1.5081+/-0.01371

Umet. liczymy ze wzoru: (1)

E liczymy ze wzoru: 2

Tabela 5 Pomiar napięcia dla 12 V, zakres woltomierza 20 V. Rv=10M

Rw	Ux	Ux [V]	pE=-Umet	E=Ux+p	E [V]	E+/-E
0	12.008	0	0	12.008	0	12.008 +/-
10	12.008	-1.2^e-5	1.2^e-5	12.008	1.2^e-11	12.008+/-1.2^e-11
100	12.008	-1.2^e-4	1.2^e-4	12.008	1.2^e-9	12.008+/-1.2^e-9
1 000	12.007	-1.2^e-3	1.2^e-3	12.008	1.2^e-7	12.008+/-1.2^e-7
10 000	11.995	-0.012	0.012	12.007	1.2^e-5	12.007+/-1.2^e-5
100 000	11.887	-0.119	0.119	12.006	0.0012	12.006+/-0.0012
1 000 000	10.940	-1.094	1.094	12.034	0.1094	12.034+/-0.1094

Tabela 6. Pomiar napięcia dla 12 V przyrządem analogowym o zakresie 15 V dlamax=75. Rv=15 000  Cv=0.2 V. Ux=0.075

Rw		Ux [V]	E [V]	E=Ux-E+/-Ux
0	59.8	11.96	0	11.96+/-0.075
10	59.8	11.96	-0.008	11.97+/-0.075
100	59.6	11.92	-0.079	12+/-0.075
1 000	55.9	11.18	-0.745	11.92+/-0.075
10 000	35.2	7.04	-46.93	53.97+/-0.075
100 000	7.9	1.58	-105.33	106.91+/-0.075
1 000 000	0.8	0.16	-533.33	533.49+/-0.075

WNIOSKI: Na urządzeniu analogowym najlepiej jest mierzyć na jak największym możliwym zakresie. Najlepiej, żeby wskazówka przekraczała 2/3 skali. W przypadku urządzeń cyfrowym jest dokładnie odwrotnie - im bardziej zwiększamy zakres, tym bardziej maleje dokładność pomiaru. Na dokładność pomiaru ma też wpływ rezystancja. Przyrząd służący do mierzenia pobiera prąd i zmienia nam wynik pomiaru. Zawsze go zaniża. Im wyższa rezystancja przyrządu, tym lepiej, gdyż pobiera on mniej prądu i jest większa dokładność pomiaru. Przy urządzeniu cyfrowym o rezystancji 10 M zauważalne zmiany zaczynają się dopiero przy ustawionej rezystancji wewnętrznej rzędu 1 000 000  Z kolei przy urządzeniach o znacznie mniejszej rezystancji, zmiany te widać już dla rzędów 1000

---