LABORATORIUM METROLOGII

Imię i Nazwisko Marcin Balun Wojciech Cocek				Wydział Grupa ED5.4
Data wyk. ćwiczenia 12.01.96	Temat ćwiczenia Pomiar techniczny oporności
Zaliczenie		Ocena	Data	Podpis

Celem ćwiczenia było poznanie metody technicznej pomiaru rezystancji prądem stałym oraz metod pomiaru rezystancji wielkich.

. 1Pomiar rezystancji trzech danych oporów trzema omomierzami.

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

Omomierz I - ; nr PL-K-027-E6; zakres ×10 oraz ×100; (pomiar na zakresie ×1 był niemożliwy, gdyż nie można było uzyskać elektrycznego zera, tzn. maksymalne- go wychylenia wskazówki);

Omomierz II - miernik uniwersalny ; nr PL-P3-479-E6; zakres 1kΩ oraz 100kΩ; (pomiar na zakresie MΩ był niemożliwy, gdyż nie można było uzyskać elektrycznego zera, tzn. maksymalnego wychylenia wskazówki)

Omomierz III - megaomomierz indukcyjny;. nr PL-P3-104-E6; prędkość obrotowa wirnika iduktora 160 obr./min.; napięcie indukowane 500V.

Tabela pomiarowa:

	Rx1	Rx2	Rx3
Omomierz I	40 Ω	>100 kΩ	>100 kΩ
Omomierz II	48 Ω	>300 kΩ	>300 kΩ
Omomierz III	<0,02 MΩ	3 MΩ	10 MΩ

2. Pomiar rezystancji metodą techniczną.

a) układ z poprawnie mierzonym prądem

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

V -miernik uniwersalny ; nr PL-P3-479-E6; zakres 10V; U = 0,1…1000V⇒I ≤ 51,5μA

A -miernik uniwersalny;; nr PL-P3-478-E6; zakres 0,25A; I = 0,05…1000A⇒U≤ 0,35V

R - rezystor suwakowy; nr PL-K-020-E6; R = 46Ω; I_max = 1,4A;

Źródło napięcia stałego: zasilacz stabilizowany 5V; nr PL-P3-721-E6.

Tabela pomiarowa:

L.p.	UV	IA	RA	Rx'	Rx	δm	δs
	[V]	[mA]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[%]	[%]
1	4,6	87,5	1,4	52,57	51,17	2,74	7,55
2	4,0	75,0	1,4	53,33	51,93	2,70	8,75
3	3,5	65,0	1,4	53,85	52,45	2,67	10,05
4	2,7	50,0	1,4	54,00	52,60	2,66	13,06

Przykładowe obliczenia:

R_A = = 1,4 Ω

R_x' = = 53,33 Ω

R_x = - R_A = 53,33Ω - 1,4Ω = 51,93 Ω

δ_m = = 2,70 %

;

δ_s = = 8,75 %

b) układ z poprawnie mierzonym napięciem

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

V -miernik uniwersalny; nr PL-P3-479-E6; zakres 10V; U = 0,1…1000V⇒I ≤ 51,5μA

A -miernik uniwersalny; nr PL-P3-478-E6; zakres 0,25A; I = 0,05…1000A⇒U≤ 0,35V

R - rezystor suwakowy; nr PL-K-020-E6; R = 46Ω; I_max = 1,4A;

Źródło napięcia stałego: zasilacz stabilizowany 5V; nr PL-P3-721-E6.

Tabela pomiarowa:

L.p.	UV	IA	RV	Rx”	Rx	δm	δs
	[V]	[mA]	[kΩ]	[Ω]	[Ω]	[%]	[%]
1	4,50	87,5	194,2	51,43	51,44	-0,026	7,62
2	3,90	75,0	194,2	52,00	52,01	-0,027	8,85
3	3,45	65,0	194,2	53,08	53,09	-0,027	10,12
4	2,70	50,0	194,2	54,00	54,02	-0,028	13,06

Przykładowe obliczenia:

R_V = = 194,2 kΩ

R_x” = = 52 Ω

R_x = = 52,01 Ω

δ_m = = -0,027 %

;

δ_s = = 8,85 %

3. Pomiar oporności skrośnej i powierzchniowej odchyłową metodą porównawczą prądową.

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

Z - próbnik przebicia; nr PL-P3-127-E6;

V -miernik uniwersalny; nr PL-P3-479-E6; zakres 1000V;

BA - bocznik Ayrtona; typ RG-15; R₁ = k*R₂; R₂ - wyjście = 10kΩ; nr PL-P3-362-E6;

G - galwanometr C_L = 1,95÷5,22*10^-9 A/dz; R_g = 1317Ω; R_kr = 180÷1400Ω; nr PL-P3-328-E6

R_p - rezystor porównawczy; R = 9 MΩ;

Próbki:

1 - d = 4,2 mm

2 - d = 6,75 mm

3 - d = 5,5 mm

d₁ = 46 mm

d₂ = 55 mm

d₃ = 85 mm

d₄ = 120 mm

Połączenie elektrod przy pomiarze oporności skrośnej a) i powierzchniowej b):

a) b)

Tabela pomiarowa do pomiaru oporności skrośnej:

Up=250V Rp=9MΩ kp=0,005 apl=64dz app=63dz apśr=63,5dz

L.p.	Numer	Mnożnik	U	alew	apraw	aśr	Gr. próbki	Rx	ρS
	próbki	bocznika	[V]	[dz]	[dz]	[dz]	d [mm]	[Ω]	[Ω*mm]
1		1	500	5	5	5		4,57*10^10	1,81*10^13
2	1	1	1000	9	10	9,5	4,2	4,81*10^10	1,90*10^13
3		1	500	12,5	13,5	13		1,76*10^10	4,33*10^12
4	2	1	1000	25	25	25	6,75	1,83*10^10	4,50*10^12
5		1	500	6	4	5		4,57*10^10	1,38*10^13
6	3	1	1000	11	10	10,5	5,5	4,35*10^10	1,31*10^13

Przykładowe obliczenia:

a_śr =

R_x =

ρ_S =

Tabela pomiarowa do pomiaru oporności powierzchniowej:

L.p.	Numer	Mnożnik	U	alew	apraw	aśr	Rx	ρS
	próbki	bocznika	[V]	[dz]	[dz]	[dz]	[Ω]	[Ω*mm]
1		1	500	4	5,5	4,75	4,81*10^10	1,69*10^12
2	1	1	1000	10	11	10,5	4,35*10^10	1,53*10^12
3		1	500	45	46	45,5	5,08*10^09	1,79*10^11
4	2	0.5	1000	50	50	50	4,57*10^09	1,61*10^11
5		1	500	4	5,5	4,75	4,81*10^10	1,69*10^12
6	3	1	1000	10	11	10,5	4,35*10^10	1,53*10^12

Przykładowe obliczenia:

a_śr =

Wnioski:

Do pomiaru dużych oporności stosuje się metodę techniczną w układzie poprawnie mierzonym prądzie, zaś do pomiaru małych oporności-układ z poprawnie mierzonym napięciem. Kryterium doboru układu pomiarowego zależy od rezystancji granicznej Rg= Ra Rv. Jeżeli mierzona rezystancja jest mniejsza od granicznej wówczas stosujemy układ z poprawnie mierzonym napięciem, w przeciwnym razie układ z poprawnie mierzonym prądem. Jak widać w ćwiczeniu prawidłowość doboru odpowiedniego układu wpływa znacząco na błędy pomiaru. W badanym przypadku przy pomiarze dużej rezystancji błąd pomiaru wynosił 2.6%, zaś po zastosowaniu układy do pomiaru małych rezystancji błąd wyniósł 0.026%. Na błąd systematyczny nie wpływa zastosowanie układu pomiarowego.

Przy pomiarze wielkich rezystancji np. rezystancje materiałów izolacyjnych wyznacza się ich rezystancję skrośną i rezystancję powierzchniową. Jest tu konieczne zastosowanie układu pomiarowego zasilanego napięciem od 100-1000V, a nawet większym. W układzie tym ważny jest dobór amperomierza z uwagi na bardzo małe wartości prądów płynących w obwodzie. Najczęściej stosuje się bardzo czułe mierniki elektromagnetyczne, np.galwanometry.

Ω

R_x

V

A

Wł

-

R_x

R

V

A

Wł

-

R_x

R

V

G

BA

R_p

1

2

P₁

3

4

P₂

+

-

Z

a b

c

P

d₂

d₁

d₃

d

a

c

b

c

b

a

---