|
Wydział Elektroniki Politechniki Wrocławskiej
|
Laboratorium Miernictwa elektronicznego |
||
Wykonał:
Mariusz Błędowski
|
|
Prowadzący
Dr inż. Janusz Gołembiewski |
||
Temat ćwiczenia: Pomiar rezystancji |
|
Data oddania 24.10.2011 r. |
Ocena
|
Cel ćwiczenia :
Ćwiczenie to ma na celu nauczenie Nas typowych metoda pomiaru rezystancji elementów liniowych których wartości zaczynają się od pojedynczych omów do megaomów. Nauczymy się ponadto poznawać podstawowe źródła błędów występujące w pomiarach.
Bezpośrednie pomiary rezystancji elementów omomierzemami cyfrowymi
DM-441B
Mierzone |
Zakres |
Rx |
Błąd |
Błąd |
∆Rx |
∂ Błąd |
∂ Błąd |
∂ Rx |
Elementy układu |
|
|
dyskretyzacji |
przetwarzania |
|
dyskretyzacji |
przetwarzania |
|
R1 |
2k |
0,0636 |
0,000032 |
0,02 |
0,020032 |
0,0005 |
0,327 |
0,32732 |
R2 |
2 k |
0,4415 |
0,00022 |
0,02 |
0,0202 |
0,00050056 |
0,0479 |
0,047924 |
R3 |
2 M |
0,018 |
0,0000009 |
2 |
2,0000009 |
0,00005 |
142,857 |
142,8572 |
R4 |
20 k |
2,663 |
0,0013 |
0,2 |
0,2013 |
0,000499 |
0,0732 |
0,073333 |
R5 |
20 k |
11,879 |
0,0059 |
0,2 |
0,2059 |
0,000499 |
0,01741 |
0,01747 |
R6 |
2 M |
0,0508 |
0,000025 |
2 |
2,000025 |
0,0005 |
43,8602 |
43,8602 |
Dioda |
2 k |
0,588 |
0,00029 |
0,02 |
0,0203 |
0,000493 |
0,033007 |
0,03317 |
Przykładowe obliczenia ( dla R1 ) :
ΔRx = ± (0,05%Rx+ 0,1%Rzakresu) =
ΔRx = ± (0,0005 * 0,0636 + 0,001 * 20) = 0,0000318 + 0,02 = 0,0200318
Błąd dyskretyzacji : 0,05%Rx = 0,0005 * 0,0636 = 0,0000318
Błąd przetwarzania : 0,1%Rzakresu=0,001 * 20=+ 0,02
UF-70A
Mierzone |
Zakres |
Rx |
Błąd |
Błąd |
∆Rx |
∂ Błąd |
∂ Błąd |
∂ Rx |
Elementy układu |
|
|
dyskretyzacji |
przetwarzania |
|
dyskretyzacji |
przetwarzania |
|
R1 |
2 k |
0,0612 |
0,000032 |
0,02 |
0,020032 |
0,0005 |
0,327 |
0,32732 |
R2 |
2 k |
0,4215 |
0,00022 |
0,02 |
0,0202 |
0,000501 |
0,0478 |
0,047924 |
R3 |
2 M |
0,014 |
0,0000009 |
2 |
2,000001 |
0,00005 |
142,8572 |
142,8572 |
R4 |
20 k |
2,745 |
0,0013 |
0,2 |
0,2013 |
0,000499 |
0,072 |
0,073333 |
R5 |
20 k |
11,786 |
0,0059 |
0,2 |
0,2059 |
0,000499 |
0,01731 |
0,01747 |
R6 |
2 M |
0,0456 |
0,000025 |
2 |
2,000025 |
0,0005 |
43,8602 |
43,8602 |
Dioda |
2 k |
0,612 |
0,00029 |
0,02 |
0,0203 |
0,000493 |
0,032994 |
0,03317 |
Metoda pośrednia
Układ poprawnego pomiaru napięcia
Ux |
ΔUx |
δUx |
Ix |
ΔIx |
δIx |
Rxi |
ΔRx |
δmRx |
δiRx |
Rx |
[V] |
[V] |
[%] |
[mA] |
[mA] |
[%] |
[kΩ] |
[kΩ] |
[%] |
[%] |
[kΩ] |
4,353 |
0,004 |
0,08 |
2,94 |
0,008 |
0,27 |
1,4806 |
0,0051 |
-0,015 |
0,35 |
1,4806 |
Obliczenia:
jako, że
wyniku nie trzeba korygować
więc
Układ poprawnego pomiaru prądu
Ux |
ΔUx |
δUx |
Ix |
ΔIx |
δIx |
Rxi |
ΔRx |
δmRx |
δiRx |
Rx |
[V] |
[V] |
[%] |
[mA] |
[mA] |
[%] |
[kΩ] |
[kΩ] |
[%] |
[%] |
[kΩ] |
4,384 |
0,004 |
0,08 |
2,941 |
0,008 |
0,27 |
1,4906 |
0,0051 |
0,68 |
0,35 |
1,4806 |
Obliczenia:
jako, że
wynik trzeba skorygować
Analizując wyniki zamieszczone w tabelach można zauważyć, że najmniejszą niepewność uzyskaliśmy podczas pomiarów przeprowadzonych za pomocą omomierza cyfrowego, zatem wyniki otrzymane metodą bezpośredniego pomiaru rezystancji multimetrem są najdokładniejsze.
Porównując ze sobą wartości błędów metody otrzymane w układzie poprawnego pomiaru prądu z tymi, które uzyskaliśmy w układzie poprawnego pomiaru napięcia można stwierdzić, że w przypadku pomiaru dużych rezystancji błąd systematyczny jest mniejszy w układzie poprawnego pomiaru prądu, natomiast dla małych rezystancji błąd ten jest mniejszy gdy zastosujemy układ poprawnego pomiaru napięcia. Błąd metody jest zazwyczaj tak mały, że można go pominąć, należy więc dążyć do tego, aby był on jak najmniejszy. Znając rezystancję amperomierza i woltomierza można określić wartość rezystancji, dla której systematyczny błąd metody w obu układach jest taki sam. Rezystancja ta nazywana jest zwyczajowo rezystancją graniczną, a jej wartość określa zależność:
Tak więc jeżeli spodziewana wartość rezystancji mierzonej R jest mniejsza od granicznej rezystancji Rgr, to należy zastosować układ poprawnego pomiaru napięcia, w przeciwnym wypadku - układ poprawnego pomiaru prądu.
Analizując wyniki pomiarów można zauważyć, że wpływ na powstałe błędy pomiarów miały błędy wnoszone przez przyrządy pomiarowe. Ważną rolę pełniło odpowiednie dobranie zakresu (w szczególności na mierniku analogowym). Jednak najważniejszym aspektem było odpowiednie dobranie metody pomiarowej ustosunkowanej do warunków wyposażenia laboratorium oraz do wyznaczania odpowiednich wielkości.