|
Wydział Elektroniki Politechniki Wrocławskiej
|
Laboratorium miernictwa elektronicznego
|
||
Wykonali
|
Grupa
|
Ćw. nr 1 |
Prowadzący mgr R. Szczepanowski |
|
Błędy graniczne przyrządów pomiarowych
|
Data wykonania 98.03.24 |
Data oddania 98.03.31 |
Ocena
|
|
CEL ĆWICZENIA:
Poznanie źródeł informacji o warunkach użytkowania narzędzi pomiarowych, przyswojenie pojęć związanych z określeniem błędów granicznych przyrządów analogowych i cyfrowych; nabycie umiejętności ich stosowania, ze zwróceniem uwagi na poprawny dobór zakresu, odczyt i zapis wyniku.
WYKAZ PRZYRZĄDÓW :
woltomierz analogowy LM-3 kl.0,5; nr fabr. 3501247.74
miliamperomierz analogowy LM-3 kl. 0,5; nr fabr. 1268.90
rezystor dekadowy DR 4b-16
zasilacz ZS-7
PRZEBIEG ĆWICZENIA :
1. Pomiar napięcia na wyjściu zasilacza stabilizowanego miernikiem analogowym
Lp. |
α |
αZ |
UZ |
U |
ΔU |
δU |
|
[dz] |
[dz] |
[V] |
[V] |
[V] |
[%] |
1 |
50 |
75 |
7,5 |
5,00 |
0,04 |
0,8 |
2 |
20 |
60 |
15 |
5,00 |
0,08 |
1,5 |
3 |
10 |
60 |
30 |
5,0 |
0,15 |
3 |
4 |
5 |
75 |
75 |
5,0 |
0,4 |
7,5 |
5 |
2 |
60 |
150 |
5,0 |
0,8 |
15 |
αZ - odchylenie maksymalne wskazówki [ dz ] α - odchylenie wskazówki odpowiadające wartości mierzonej [ dz ] UZ - zakres pomiarowy [ V ] U - napięcie zmierzone [ V ] |
U - błąd bezwzględny pomiaru napięcia [ V ] δU - błąd względny pomiaru napięcia [ % ] kl - klasa miernika [ % ] |
np. U=50/75*7,5=5 [V]
U=7,5*0,5/100=0,0375 [V]
δU=0,04/5=0,8 [%]
2. Pomiar napięcia na wyjściu zasilacza stabilizowanego miernikiem cyfrowym
Lp. |
UZ |
U |
ΔU |
δU |
|
[V] |
[V] |
[V] |
[%] |
1 |
20 |
5,074 |
0,009 |
0,18 |
2 |
200 |
5,06 |
0,05 |
0,89 |
3 |
2000 |
4,9 |
0,4 |
8,26 |
Błąd miernika: ±(0,1%+4dgt)
U=zm+LSB, gdzie zm=δp⋅I, δp=0,1%
δU= δzm+n/n*100%, gdzie n błąd przetwarzania cyfrowego
δU=U/U
np. U=0,1%*5,074+0,004=0,009 [V]
δU=0,009/5,074=0,18 [%]
3. Pomiar napięcia miernikiem analogowym i cyfrowym na jednym zakresie
Lp. |
Miernik analogowy |
Miernik cyfrowy |
||||||||
|
α |
αZ |
UZ |
U |
ΔU |
δU |
UZ |
U |
ΔU |
δU |
|
[dz] |
[dz] |
[V] |
[V] |
[V] |
[%] |
[V] |
[V] |
[V] |
[%] |
1 |
6 |
75 |
7,5 |
0,60 |
0,04 |
6,67 |
20 |
0,551 |
0,005 |
0,91 |
2 |
11 |
75 |
7,5 |
1,10 |
0,04 |
3,64 |
20 |
1,597 |
0,006 |
0,38 |
3 |
30 |
75 |
7,5 |
3,00 |
0,04 |
1,33 |
20 |
3,019 |
0,007 |
0,23 |
4 |
45 |
75 |
7,5 |
4,50 |
0,04 |
0,89 |
20 |
4,486 |
0,009 |
0,20 |
5 |
56 |
75 |
7,5 |
5,60 |
0,04 |
0,71 |
20 |
5,577 |
0,010 |
0,18 |
6 |
56 |
75 |
7,5 |
6,60 |
0,04 |
0,61 |
20 |
6,590 |
0,011 |
0,17 |
7 |
74 |
75 |
7,5 |
7,40 |
0,04 |
0,54 |
20 |
7,383 |
0,012 |
0,16 |
Dla miernika analogowego
|
Dla miernika cyfrowego:
Błąd miernika: ±(0,1%+4dgt) U=zm+LSB δU=U/U (δU= δzm+n/n*100%) |
np. U=6/75*7,5=0,6 [V]
U=0,5*7,5/100=0,0375 [V] U=0,1%*0,551+0,004=0,005 [V]
δU=0,04/0,60*100=0,67 [%] δU=0,005/0,551*100%=0,91 [%]
4. Pomiar prądu miernikiem analogowym
Lp. |
α |
αZ |
IZ |
I |
ΔI |
δI |
|
[dz] |
[dz] |
[mA] |
[mA] |
[mA] |
[%] |
1 |
29 |
30 |
3 |
2,90 |
0,02 |
0,52 |
2 |
31 |
75 |
7,5 |
3,10 |
0,04 |
1,29 |
3 |
6 |
30 |
15 |
3,00 |
0,08 |
2,50 |
4 |
3 |
30 |
30 |
3,00 |
0,15 |
5,00 |
5 |
3 |
75 |
75 |
3,0 |
0,4 |
13,33 |
αZ - odchylenie maksymalne wskazówki [ dz ] α - odchylenie wskazówki odpowiadające wartości mierzonej [ dz ] IZ - zakres pomiarowy [ mA ] I - prąd zmierzony [ mA ] |
I - błąd bezwzględny pomiaru prądu [ mA ] δI - błąd względny pomiaru prądu [ % ] kl - klasa miernika [ % ] |
np. I=29/30*30=2,9 [mA]
I=0,5*75/100=0,375 [V]
δU=0,4/3*100=13,33 [%]
5. Pomiar prądu miernikiem cyfrowym
Lp. |
IZ |
I |
ΔI |
δI |
|
[mA] |
[mA] |
[mA] |
[%] |
1 |
20 |
2,966 |
0,016 |
0,54 |
2 |
200 |
2,92 |
0,03 |
0,86 |
3 |
2000 |
2,5 |
0,15 |
6 |
Błąd miernika: ±(0,5%+1dgt)
I=zm+LSB, gdzie zm=δp⋅I, δp=0,1%
δI= δzm+n/n*100%, gdzie n błąd przetwarzania cyfrowego
δI=I/I
np. I=0,5%*2,966+0,001=0,016 [mA]
δI=0,016/2,966*100=0,54 [%]
6. Pomiar prądu miernikiem analogowym i cyfrowym na jednym zakresie
Lp. |
Miernik analogowy |
Miernik cyfrowy |
||||||||
|
α |
αZ |
IZ |
I |
ΔI |
δI |
IZ |
I |
ΔI |
δI |
|
[dz] |
[dz] |
[mA] |
[mA] |
[mA] |
[%] |
[mA] |
[mA] |
[mA] |
[%] |
1 |
53 |
60 |
30 |
26,5 |
0,15 |
0,57 |
2,92 |
200 |
0,03 |
1,03 |
2 |
41 |
60 |
30 |
20,5 |
0,15 |
0,73 |
5,03 |
200 |
0,04 |
0,79 |
3 |
29 |
60 |
30 |
14,5 |
0,15 |
1,03 |
14,28 |
200 |
0,08 |
0,56 |
4 |
17 |
60 |
30 |
8,5 |
0,15 |
1,76 |
20,14 |
200 |
0,12 |
0,59 |
5 |
5 |
60 |
30 |
2,5 |
0,15 |
6 |
26,08 |
200 |
0,14 |
0,54 |
Dla miernika analogowego
|
Dla miernika cyfrowego:
Błąd miernika: ±(0,5%+1dgt) I=zm+LSB, zm=δp⋅I δI=I/I δzm+n/n*100% |
np. I=53/60*30=26,5 [mA]
I=0,5*30/100=0,15 [mA] I=0,5%*26,08+0,01=0,14 [mA]
δI=0,15/26,5*100=0,57 [%] δI=0,14/26,08*100%=0,54 [%]
WNIOSKI I UWAGI:
Błąd bezwzględny pomiaru napięcia i prądu miernikiem analogowym jest stały dla danego zakresu i zależy od klasy miernika. Błąd względny jest największy na początku zakresu, a na końcu zakresu osiąga wartość klasy miernika. W mierniku cyfrowym błąd bezwzględny jest najmniejszy na początku zakresu.
Ćwiczenie potwierdziło, że pomiar danej wielkości na początku zakresu miernika cyfrowego jest obarczony mniejszym błędem niż w mierniku analogowym.
Wyszukiwarka