Laboratorium z miernictwa elektronicznego

Temat:” Pomiar prądu stałego przyrządami analogowymi i cyfrowymi”

Wykonał:

Paweł Waskian

I Elektronika

Grupa laboratoryjna nr 1

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z :

- parametrami typowych woltomierzy i amperomierzy prądu stałego oraz z warunkami poprawnej ich eksploatacji,

- metodami obliczania i eliminowania błędów pomiaru,

Część praktyczna sprawozdania

Pomiar natężenia prądu metodą bezpośrednią

Obwód prądu stałego z włączonym amperomierzem analogowym przy stałej rezystancji.

Tabela pomiarowa dla powyższego układu i dla układu ,w którym w miejsce amperomierza analogowego został podłączony amperomierz cyfrowy. Wielkości

I_a i I_c są to natężenia prądu odczytane odpowiednio z amperomierza analogowego i cyfrowego.

Lp.	R [ k]	U zasilające [ V ]	Ia w działkach	Ic [ mA]
1	10		50	1,99
2	9		55	2,21
3	8	20	62	2,49
4	7,5		67	2,66
5	7		71,5	2,85
6	6,8		73,5	2,93

W powyższej tabeli wartość natężenia prądu z przyrządu analogowego została odczytana w działkach. Ustawiony zakres na przyrządzie wynosił : 3mA ,a ilość działek wynosiła 75. Dlatego aby przeliczyć wartość prądu wyrażoną w działkach na mA należy pomnożyć ją przez stałą równą C, gdzie: C= 3mA/75

Pomiary dokonane zostały dla sześciu różnych rezystancji czyli dla sześciu różnych obwodów. Z prawa Ohma dla prądu stałego wynika, że natężenie prądu płynącego przez rezystor, do którego końcówek przyłożono stałe napięcie jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia I = U / R .

Przykładowe obliczenia sprawdzające poprawność pomiarów :

dla U = 20V i R = 10

I = 20V / 10000 = 0,002 A

dla U = 20V i R = 8

I = 20 V / 8000 Oh = 0,0025A

Okazało się, że otrzymane wyniki są bardzo zbliżone z wartościami odczytanymi z przyrządów pomiarowych, co świadczy o poprawności zmontowanego układu.

Obwód prądu stałego z włączonymi szeregowo dwoma amperomierzami : analogowym A_a i cyfrowym A_c przy stałej rezystancji.

Tabela pomiarów dla powyższego układu, gdzie wielkości I_a i I_c są natężeniami prądu odczytanymi odpowiednio z amperomierza analogowego i cyfrowego.

Lp.	R [ k]	U zasilające [ V ]	Ia w działkach	Ic [ mA]
1	10		50	1,99
2	9		55,5	2,21
3	8	20	62,5	2,49
4	7,5		67	2,65
5	7		71,5	2,84
6	6,8		73,5	2,92

Wartości prądu z amperomierza analogowego zostały odczytane w działkach. Aby policzyć wartości prądu w mA postępujemy jak w poprzednim przypadku.

Przy zastosowaniu w układzie dwóch szeregowo połączonych ze sobą amperomierzy : analogowego i cyfrowego otrzymaliśmy niema identyczne wyniki natężenia prądu jak przy układach o włączonym tylko jednym amperomierzu.

Zależność natężenia prądu od rezystancji przy stałym napięciu zasilającym

pomiar natężenia prądu metodą pośrednią

Układ pomiarowy - woltomierz mierzy spadek napięcia na rezystorze wzorcowym, przez który płynie mierzony prąd . wartość rezystancji wzorca R_n , ze względu na błąd metody powinna być jak najmniejsza, ale równocześnie taka, aby błąd pomiaru napięci był możliwie mały.

Pomiary dokonaliśmy dla rezystancji wzorcowej R_n = 100 dobierając ją tak aby rezystancja wewnętrzna woltomierza R_V była o wiele większa od R_n .U_z - jest to napięcie zasilające , U - napięcie na rezystorze wzorcowym

Lp	Uz	Rn	R	U	I
	[ V ]	[ ]	[ k ]	[ V ]	[mA]
1			1	1,68	16,8
2			1,3	1,32	13,2
3	20	100	1,5	1,16	11,6
4			2	0,88	8,8
5			3	0,60	6,0
6			4,5	0,40	4,0

Wartość prądu obliczamy z prawa Ohma .

Analiza błędów

Przykładowe obliczenia dla pomiaru prądu metodą bezpośrednią:

BŁĄD BEZWZGLĘDNY

BŁĄD WZGLĘDNY

dla wartości prądu 2mA

dla wartości prądu

---