Politechnika Lubelska	Laboratorium Miernictwa Elektrycznego
w Lublinie	Ćwiczenie Nr 20
Imię i nazwisko: Piotr Jurek & Tadeusz Klukowski		Semestr VI	Grupa ED 6.1	Rok akad. 1998/99
Temat ćwiczenia: Zastosowanie kompensatorów prądu stałego.			Data wykonania 14.04.99	Ocena

Celem ćwiczenia było poznanie zastosowań i własności kompensatorów napięciowych prądu stałego.

1. Wyznaczenie błędu czułości dla różnych wartości opornika R_W reprezentującego rezystancję wewnętrzną źródła E_X.

Schemat układu pomiarowego:

Spis przyrządów pomiarowych:

• U- zasilacz stabilizowany Z-3020, PL-P3-180-E6/

• 
  - akumulator1,2V

• G- galwanometr ze wskazówką świetlną M17/6, magnetoelektryczny 7324-55, PL-P3-307-E6

• miliamperomierz magnetoelektryczny- zakres 3mA (60 działek), kl. 0,5 PL-P3-521-E6

• 
  - opornik dekadowy DR6-16, WSInż-EM-43-3/948P

• 
  - opornik wzorcowy RN-1, 1 kΩ, kl. 0,01 PL-P3-267-E6

• 
  - opornik dekadowy DR5b-16, PL-P3-337-E6-M

Lp	IP	Rr	RW	RN	ΔRr	EX	Δα	Δ EX	δS	δEX	S
		mA	Ω	Ω	Ω	Ω	V	dz	mV	%	%	dz/V
1	1,2	2192	0	1000	1,6	1,2	10	1,92	0,16	1,3	5208
2								1			1,6			1,93	0,16		5181
3								10			1,7			2,04	0,17		4902
4								100			1,8			2,16	0,18		4630
5								1000			1,9			2,28	0,19		4386
6								10000			20,2			24,24	2,02		412

Przykładowe obliczenia:

E_X = I_P⋅R_N = 1,2mA⋅1000Ω = 1,2V

ΔE_X = I_P⋅ΔR_r = 1,2mA⋅1,6Ω= 1,92mV

S =

2. Pomiar metodą podstawienia ogniwa wzorcowego E_N kompensatorem o stałym prądzie.

Schemat układu pomiarowego:

Spis przyrządów pomiarowych:

• kompensator PL-P3-162-E6/

• G- galwanometr ze wskazówką świetlną M17/6, magnetoelektryczny 7324-55, PL-P3-307-E6

• 
  - opornik dekadowy DR6-16, WSInż-EM-43-3/948P

• 
  - ogniwo badane (ogniwo Westona), WSInż-EM-43/3/69/M

• 
  - ogniwo wzorcowe, kl.0,005 PL-P3-274—E6/

• U- ogniwo 4,5 V

• mikroamperomierz magnetoelektryczny- kl. 0,5 zakres 75 dz, PL-P3-46-E6

Przeprowadzone pomiary:

I_P = 100 μA R_N = 10174,9 Ω E_N = 1,01859 V

E_X = I_P⋅R_N = 100⋅10^-6⋅10768 =1,01749 V

Δα = 10 dz

ΔR_N = 1,2 Ω

ΔE_X = I_P⋅ΔR_N = 100⋅10^-6⋅1,2= 0,12 mV

3. Pomiar rezystancji woltomierza magnetoelektrycznego na zakresie 3V kompensatorem napięcia stałego metodą porównawczą.

Schemat układu pomiarowego:

Spis przyrządów pomiarowych:

• 
  - opornik wzorcowy RN-1, 1 kΩ, kl. 0,01 PL-P3-267-E6

• 
  - badany woltomierz magnetoelektryczny, zakres 3V, PL-P3-50-E6/

• miliamperomierz magnetoelektryczny- zakres 3mA (60 działek), kl. 0,5 PL-P3-521-E6

• U- akumulator

Przeprowadzone pomiary:

R_N = 1000 Ω

I_P = 100 μA

R_WN = 6359,4 Ω

R_VOLT = 6133,0 Ω

U_X = I_P⋅R_VOLT = 0,61330 V

U_N = I_P⋅R_WN = 0,63594 V

4. Wnioski.

W pierwszym punkcie ćwiczenia wyznaczaliśmy błąd czułości w zależności od wartości rezystancji wewnętrznej źródła. Na podstawie wykreślonej charakterystyki S=f(R_W) możemy stwierdzamy, że czułość maleje wraz ze wzrostem R_W, natomiast błąd czułości maleje wraz ze zmniejszaniem się tej rezystancji. Przy wyborze rezystora R_r należy kierować się możliwością uzyskania większej płynności regulacji.

W drugim punkcie ćwiczenia dokonaliśmy wzorcowania ogniwa E_N. Mierzyliśmy SEM ogniwa korzystając z metody podstawienia. Błąd pomiaru napięcia jałowego ogniwa badanego jest równy klasie ogniwa wzorcowego. Z tego względu jest to metoda bardzo dokładna. Wyznaczony doświadczalnie błąd czułości jest bardzo mały co świadczy o dużej dokładności zastosowanej metody pomiaru.

W kolejnym punkcie za pomocą kompensatora napięcia stałego przy wykorzystaniu metody porównawczej mierzyliśmy rezystancję woltomierza magnetoelektrycznego na zakresie 3V. Pomiaru dokonywaliśmy mierząc raz spadek napięcia na rezystancji R_X, drugi raz spadek napięcia na oporniku wzorcowym R_N. Pomiar osiąga szczególnie wysoką dokładność przy jednakowych wartościach znamionowych R_N i R_X, dzięki kompensowaniu się błędów pomiaru napięć U_X i U_N. Konieczna jest jednak ścisła stałość prądu I_P płynącego przez R_N i R_X w czasie pomiarów.

Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia i analizy uzyskanych pomiarów widać, że kompensatory pracujące przy stałym prądzie I_P są najdokładniejszymi narzędziami pomiaru wielkości elektrycznych, które da się przetworzyć na napięcie. Błędy występujące przy pomiarach kompensatorami wynikają z niedokładności elementów współpracujących z kompensatorami tzn. z niestabilności napięcia E_W, niestabilności źródła zasilania oraz błędów wnoszonych przez wskaźnik równowagi.

U

E_X

R_r

R_N

R_W

mA

W

I_P

G

W

do E_X komp.

1

μA

I_p

U

E_X

R_r

W

G

E_W

Telep W

Galw.

Telep K

Szab

Kompensator

W

2

1

P

2

1

do E_X komp.

U

R_N

R_X

mA

Rw [Ω]

2

E_N

E_X

P

1

2

---