Politechnika Lubelska w Lublinie		Laboratorium Metrologii
				Ćwiczenie Nr 3
Nazwisko: Mitura Mitura	Imię: Marek Przemysław		Semestr V	Grupa ED 5.5	Rok akad. 1999/2000
Temat ćwiczenia: Sprawdzanie wieloukładowych mierników magnetoelektrycznych.				Data wykonania: 99.11.22	Ocena

1.Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobami sprawdzania i klasyfikacji przyrządów pomiarowych pod względem klasy dokładności, jak również z metodami zwiększania zakresów pomiarowych mierników poprzez stosowanie boczników (czyli dodatkowych rezystorów szeregowych w woltomierzach) oraz boczników (rezystorów równoległych w amperomierzach). W naszym ćwiczeniu badaniu poddano woltomierz magnetoelektryczny o zakresie 60mV do 3V pracujący w układzie woltomierza oraz amperomierza.

2. Badanie miernika pracującego jako woltomierz.

W punkcie tym należało sprawdzić badany miernik na zakresie 60mV zgodnie z odpowiednimi przepisami stosując układ połączeń z rysunku poniżej, dobrać przewody łączące badany miliwoltomierz tak aby ich rezystancja wynosiła około 35mΩ, określić płynność regulacji, wyznaczając najmniejszy możliwy do zrealizowania przyrost napięcia na miliwoltomierzu ΔU_min dla największej sprawdzanej wartości napięcia, wyrazić płynność w procentach (jeżeli ΔU_min jest zbyt mała, zastosować interpolację zmieniając R_d tak by Δα≈1dz. Płynność regulacji napięcia powinna być taka, by ewentualne skoki nastawianej wartości nie przekraczały 1/5 błędu dopuszczalnego miernika badanego.

Schemat układu pomiarowego:

Aparatura pomiarowa:

1. E - zasilacz stabilizowany - typ KB-60-01, zakr. prądowy 1A, nr PL-P3-425-E6/

2. mV_W - woltomierz elektrodynamiczny (wzorcowy) - kl. 0,2, liczba dz. 150, nr PL-P3-652/E6

3. mV_X - woltomierz magnetoelektryczny (badany) - kl. 0,5, liczba dz. 75, nr PL-P3-233-E6

4. Rd - opornik dodatkowy - typ DR6-16, nr PL-P3-305-E6/

5. R - opornik nieregulowany - 2170Ω, 0,18A, nr PL-K-025/E6

6. W - wyłącznik jednobiegunowy

Wyniki pomiarów i obliczeń:

Lp.	α dla mVx [dz]	UmVx [mV]	UmVw [mV]	ΔU [mV]	Δα [dz]	δmU [-]	δm.%U [%]
1	10	8	8,4	-0,4	-0,5	-0,0067	-0,67
2	20	16	16,8	-0,8	-1	-0,0133	-1,33
3	30	24	25,2	-1,2	-1,5	-0,0200	-2,00
4	40	32	33,6	-1,6	-2	-0,0267	-2,67
5	50	40	41,8	-1,8	-2,25	-0,0300	-3,00
6	60	48	50	-2	-2,5	-0,0333	-3,33
7	70	56	58,6	-2,6	-3,25	-0,0433	-4,33
8	60	48	50,2	-2,2	-2,75	-0,0367	-3,67
9	50	40	41,6	-1,6	-2	-0,0267	-2,67
10	40	32	33,4	-1,4	-1,75	-0,0233	-2,33
11	30	24	25,2	-1,2	-1,5	-0,0200	-2,00
12	20	16	16,6	-0,6	-0,75	-0,0100	-1,00
13	10	8	8,4	-0,4	-0,5	-0,0067	-0,67

Przykładowe obliczenia:

ΔU = Um_Vx - Um_Vw = 8-8,4 = 0,4 mV

δ_mU% = δ_mU*100% = -0,0066*100 = -0,66%

Wartości błędów pomiaru napięcia badanym miernikiem na zakresie 60mV wyznaczono jako wartości średnie z pomiarów przy wzrastającym i malejącym odchyleniu:

α [dz]	Δαśr [dz]	ΔUśr [mV]	δm.%Uśr [%]
10	-0,50	-0,4	-0,67
20	-0,88	-0,7	-1,17
30	-1,50	-1,2	-2,00
40	-1,88	-1,5	-2,50
50	-2,13	-1,7	-2,84
60	-2,63	-2,1	-3,50
70	-3,25	-2,6	-4,33

Na podstawie pomiarów i obliczeń można wyznaczyć krzywą błędów badanego miliwoltomierza w funkcji jego wychylenia.

Krzywa błędów Δα=f(α) miliwoltomierza.

3. Badanie miernika w układzie amperomierza.

W punkcie tym sprawdzono badany miernik jako miliamperomierz na zakresie 30mA po podłączeniu do niego bocznika. Zastosowano układ pomiarowy według rysunku zamieszczonego poniżej.

Schemat układu pomiarowego:

Aparatura pomiarowa:

1. E - zasilacz stabilizowany - typ KB-60-01, zakr. prądowy 1A, nr PL-P3-425-E6/

2. mA_W - miliamperomierz magnetoelektryczny (wzorcowy) - kl. 0,2, l. dz. 150, nr PL-P3-642/E6

3. mA_X - miliamperomierz magnetoelektryczny (badany) - kl. 0,5, l.dz. 75, nr PL-P3-522-E6/

4. Rd - opornik dodatkowy - typ DR6-16, nr PL-P3-305-E6/

5. W - wyłącznik jednobiegunowy

Tabela pomiarów i obliczeń:

α [dz]	IAx [mA]	IAw [mA]	ΔI [mA]	Δα [dz]	δmA [-]	δmA% [%]
10	4,05	4	0,05	0,062	0,00167	0,167
20	8,09	8	0,09	0,113	0,00300	0,300
30	12,04	12	0,04	0,050	0,00133	0,133
40	16,1	16	0,1	0,125	0,00333	0,333
50	20	19,92	0,08	0,100	0,00267	0,267
60	24,05	24	0,05	0,063	0,00167	0,167
50	20	19,9	0,10	0,125	0,00333	0,333
40	16	16	0	0	0	0
30	12	11,9	0,10	0,125	0,00333	0,333
20	8	8	0	0	0	0
10	4	4	0	0	0	0

Przykładowe obliczenia:

ΔI = I_Ax - I_Aw = 4,05-4 = 0,05 A

δ_mA% = δ_mA*100% = 0,0017*100% = 0,17%

Tabela wartości średnich (uwzględniająca wychylenia rosnące i malejące):

α [dz]	Δαśr [dz]	ΔIśr [mA]	δmA.%śr [%]
10	0,031	0,025	0,167
20	0,057	0,045	0,3
30	0,088	0,070	0,233
40	0,063	0,040	0,333
50	0,113	0,100	0,3
60	0,063	0,050	0,167

Na podstawie pomiarów i obliczeń można wyznaczyć krzywą błędów badanego miliamperomierza w funkcji jego wychylenia.

Krzywa błędu Δα=f(α) badanego miliamperomierza.

4. Sprawdzanie miernika pracującego w układzie woltomierza z poszerzonym zakresem z 3V do 15V:

W podpunkcie tym należało obliczyć dla badanego miernika rezystancję opornika dodatkowego potrzebnego do poszerzenia zakresu z 3V do 15V. Sprawdzić miernik na zakresie 15V korzystając z układu pomiarowego przedstawionego na rysunku poniżej, stosując w charakterze opornika dodatkowego opornik dekadowy. Sprawdzenie wykonać dla wszystkich ocyfrowanych punktów podziałki.

Układ pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

1. Z- zasilacz stabilizowany - typ KB-60-01, zakr. prądowy 1A, nr PL-P3-425-E6/

2. V_W - woltomierz elektrodynamiczny (wzorcowy) - kl. 0,2, liczba dz. 150, nr PL-P3-652/E6

3. V_X - woltomierz magnetoelektryczny (badany) - kl. 0,5, liczba dz. 75, nr PL-P3-233-E6

4. Rd - opornik dodatkowy - typ DR6-16, nr PL-P3-305-E6/

Rezystancja opornika dodatkowego została wyznaczona ze wzoru:

Rd = Rp(m-1) = 1500(15/3-1) = 1500*4 = 6000Ω = 6kΩ

Tabela wyników pomiarów i obliczeń:

Lp.	α Vx [dz]	UVx [V]	UVw [V]	ΔU [V]	Δα [dz]	δmU [-]	δm.%U [%]
1	10	2	2,01	-0,01	-0,05	-0,0007	-0,07
2	20	4	4,04	-0,04	-0,20	-0,0027	-0,27
3	30	6	6,04	-0,04	-0,20	-0,0027	-0,27
4	40	8	8,08	-0,08	-0,40	-0,0053	-0,53
5	50	10	10,08	-0,08	-0,40	-0,0053	-0,53
6	60	12	12,12	-0,12	-0,60	-0,0080	-0,80
7	70	14	14,12	-0,12	-0,60	-0,0080	-0,80
8	60	12	12,11	-0,11	-0,55	-0,0073	-0,73
9	50	10	10,08	-0,08	-0,40	-0,0053	-0,53
10	40	8	8,06	-0,06	-0,30	-0,0040	-0,40
11	30	6	6,06	-0,06	-0,30	-0,0040	-0,40
12	20	4	4,08	-0,08	-0,40	-0,0053	-0,53
13	10	2	2	0	0	0	0

Przykładowe obliczenia:

ΔU = U_Vx-U_Vw = 2-1,99 = 0,01V

δ_m%U = δ_mU*100% = 0,0007*100 = 0,07%

Wartości średnie z błędów przy wzrastającym i malejącym odchyleniu wskazówki:

α [dz]	Δαśr [dz]	ΔUśr [V]	δm.%Uśr [%]
10	-0,05	-0,01	-0,07
20	-0,3	-0,06	-0,4
30	-0,25	-0,05	-0,335
40	-0,35	-0,07	-0,465
50	-0,4	-0,08	-0,53
60	-0,575	-0,115	-0,765
70	-0,6	-0,12	-0,8

Na podstawie pomiarów i obliczeń można wyznaczyć krzywą błędów badanego woltomierza z zakresem poszerzonym do 15V w funkcji jego wychylenia.

Krzywa błędu Δα=f(α) woltomierza z poszerzonym zakresem do 15V.

5. Wnioski i spostrzeżenia.

W powyższych ćwiczeniach badany miernik charakteryzował się klasą dokładności równą 0,5. Powinno to oznaczać, iż jego błędy nie powinny przekraczać tej wartości. Tymczasem z pomiarów można zauważyć, że przy pracy badanego miernika jako woltomierz błędy badanego miernika są o wiele większe niż wynikałoby to z jego klasy (szczególnie w układzie woltomierza pracującego na zakresie 60 mV). Można by zatem stwierdzić, że badany miernik nie należy do klasy dokładności 0,5, jednak trzeba wziąć pod uwagę fakt, iż miernik nie był badany w warunkach prawdziwie znamionowych. Na ewentualne błędy pomiaru mogą wpływać takie czynniki, jak temperatura czy działanie zewnętrznego pola magnetycznego. Nie spełniony był także warunek różnicy klas dokładności pomiędzy miernikiem wzorcowym a badanym (miernik wzorcowy powinien mieć klasę 3 razy większą z uwzględnieniem poprawki lub 5 razy większą bez uwzględniania poprawki), ponieważ miernik wzorcowy posiadał klasę dokładności równą 0,2.

α [dz]

Δα [dz]

Δα [dz]

α [dz]

Δα [dz]

α [dz]

---