Wydział Elektroniki Politechniki Wrocławskiej	Laboratorium miernictwa elektronicznego
^Wykonali Paweł Pirosz, Piotr Pietrek		^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=δ_p⋅I, δ_p=0,1%

δU= δ_zm+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=δ_p⋅I, δ_p=0,1%

δI= δ_zm+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.

---