LABORATORIUM MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO.
|
|||
TEMAT. ZASTOSOWANIE KOMPENSATORÓW PRĄDU STAŁEGO. |
CWICZENIE NR.20 |
GRUPA ED.6.3 |
OCENA |
IMIĘ I NAZWISKO Mariusz Szymanek , Sławomir Sajdłowski. |
DATA 06-05-99 |
1. Wyznaczenie błędu czułości dla różnych wartości opornika RW reprezentującego rezystancję wewnętrzną źródła EX.
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:
EX = IP⋅RN = 1,2mA⋅1000Ω = 1,2V
ΔEX = IP⋅ΔRr = 1,2mA⋅1,6Ω= 1,92mV
S =
2. Pomiar metodą podstawienia ogniwa wzorcowego EN 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:
IP = 100 μA RN = 10174,9 Ω EN = 1,01859 V
EX = IP⋅RN = 100⋅10-6⋅10174,9 =1,01749 V
Δα = 10 dz
ΔRN = 1,2 Ω
ΔEX = IP⋅ΔRN = 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:
RN = 1000 Ω
IP = 100 μA
RWN = 6359,4 Ω
RVOLT = 6133,0 Ω
UX = IP⋅RVOLT = 0,61330 V
UN = IP⋅RWN = 0,63594 V
4. Wnioski.
Celem ćwiczenia było poznanie zastosowań i własności kompensatorów napięciowych prądu stałego.
W pierwszym punkcie ćwiczenia wyznaczaliśmy błąd czułości w zależności od wartości rezystancji wewnętrznej źródła. Na podstawie wykreślonej charakterystyki S=f(RW) możemy stwierdzamy, że czułość maleje wraz ze wzrostem RW, natomiast błąd czułości maleje wraz ze zmniejszaniem się tej rezystancji. Przy wyborze rezystora Rr należy kierować się możliwością uzyskania większej płynności regulacji.
W drugim punkcie ćwiczenia dokonaliśmy wzorcowania ogniwa EN. 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 RX, drugi raz spadek napięcia na oporniku wzorcowym RN. Pomiar osiąga szczególnie wysoką dokładność przy jednakowych wartościach znamionowych RN i RX, dzięki kompensowaniu się błędów pomiaru napięć UX i UN. Konieczna jest jednak ścisła stałość prądu IP płynącego przez RN i RX w czasie pomiarów.
Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia i analizy uzyskanych pomiarów widać, że kompensatory pracujące przy stałym prądzie IP 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 EW, niestabilności źródła zasilania oraz błędów wnoszonych przez wskaźnik równowagi.
U
EX
Rr
RN
RW
mA
W
IP
G
W
do EX komp.
1
μA
Ip
U
EX
Rr
W
G
EW
Telep W
Galw.
Telep K
Szab
Kompensator
W
2
1
P
2
1
do EX komp.
U
RN
RX
mA
Rw [Ω]
2
EN
EX
P
1
2