Politechnika Lubelska		Laboratorium Metrologii
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 10
Nazwisko: Uziębło Wilk Ścirka	Imię: Paweł Piotr Artur		Semestr V	Grupa ED. 5.3	Rok akad. 1996/97
Temat ćwiczenia: Pomiar mocy prądu jednofazowego.				Data wykonania 3.12.96	Ocena

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

1.Pomiar rezystancji trzech danych oporów trzema omomierzami.

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

Omomierz I - kiloomomierz; nr.PL-P3-251-E6 kl.1 (pomiar był niemożliwy, gdyż nie można było uzyskać elektrycznego zera, tzn. maksymalne go wychylenia wskazówki);

Omomierz II - megaomomierz indukcyjny; nr PL-P3-104-E6; prędkość obrotowa wirnika iduktora 160

obr./min.; napięcie indukowane 500V.

Omomierz III - omomierz; nr PL-P3-251-E6;

Tabela pomiarowa:

	Rx1	Rx2	Rx3
Omomierz I	1 kΩ	3000 kΩ	0.5 kΩ
Omomierz II	50 MΩ	100000Ω	0 MΩ
Omomierz III	Ω	>100000 Ω	48 Ω

2. Pomiar rezystancji metodą techniczną.

a) układ z poprawnie mierzonym prądem

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

V -miernik uniwersalny ; nr PL-P3-476-E6; zakres 10V,25V; U = 0,1…1000V⇒I ≤ 51,5μA

A -miliamperomierz; nr PL-P3-523-E6; zakres 0,25A; Ω

R - rezystor suwakowy; nr PL-K-020-E6; R = 46Ω; I_max = 2,4A;

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

Tabela pomiarowa:

Lp.	UV	IA	RA	Rx'	Rx	δm	δs
	[V]	[mA]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[%]	[%]
1	2.5	51	0.08	49.02	48.94	0.16	8.45
2	4	80.8	0.08	49.50	49.42	0.16	5.29
3	4.9	99.2	0.08	49.39	49.31	0.16	4.32
4	9	182	0.08	49.45	49.37	0.16	2.35
5	11.5	233.2	0.08	49.31	49.23	0.16	0

Przykładowe obliczenia:

R_x' = = 49.02 Ω

R_x = - R_A = 49.02Ω - 0.08Ω = 48.94 Ω

δ_m = = 0.16 %

;

δ_s = = 8,45 %

b) układ z poprawnie mierzonym napięciem

Schemat pomiarowy:

Aparatura pomiarowa:

V -miernik uniwersalny ; nr PL-P3-476-E6; zakres 10V,25V; U = 0,1…1000V⇒I ≤ 51,5μA

A -miliamperomierz; nr PL-P3-523-E6; zakres 0,25A; Ω

R - rezystor suwakowy; nr PL-K-020-E6; R = 46Ω; I_max = 2,4A;

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

Tabela pomiarowa:

Lp.	UV	IA	RV	Rx”	Rx	δm	δs
	[V]	[mA]	[kΩ]	[Ω]	[Ω]	[%]	[%]
1	2.5	50.5	194,2	49.5	49.52	-0.025	8.48
2	4	80.16	194,2	49.9	49.91	-0.026	5.31
3	4.9	99	194,2	49.49	49.5	-0.025	4.32
4	10	204	485.44	49.02	49.02	-0.010	2.11
5	11.5	234	485.44	49.15	49.15	-0.010	1.84

Przykładowe obliczenia:

R_V = = 194,2 kΩ

R_x” = = 49.5 Ω

R_x = = 49.52 Ω

δ_m = = -0,025 %

;

δ_s = = 8,48 %

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-P3-476-E6; zakres 1000V;

B - 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 = 18000÷1400Ω; nr PL-P3-328-E6

R_p - rezystor porównawczy; R = 9 MΩ;

Próbki:

1 - d = 6.75 mm(ebonit) d₁ = 46 mm

2 - d = 5,5 mm (plexi) d₂ = 55 mm

3 - d = 4.2 mm (winidur) 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=1000V Rp=9MΩ kp=1*10^-3 ap=43.5dz

Lp.	Numer	Mnożnik	U	a	Gr. próbki	Rx	ρS
	próbki	bocznika	[V]	[dz]	d [mm]	[Ω]	[Ω*mm]
1	1	1	1000	11,5	6.75	3.4*10^10	8.37*10^12
2	2	1	1000	0	5.5	nieskończ.	nieskończ.
3	3	1	1000	0	4.2	nieskończ.	nieskończ.
4	preszpan	0.2	1000	40	-	1.96*10^9	-

Przykładowe obliczenia:

R_x =

ρ_S =

Tabela pomiarowa do pomiaru oporności powierzchniowej:

Lp.	Numer	Mnożnik	U	a	Gr. próbki	Rx	ρS
	próbki	bocznika	[V]	[dz]	d [mm]	[Ω]	[Ω*mm]
1	1	0.2	1000	30	6.75	2.61*10^9	6.43*10^11
2	2	1	1000	0	5.5	nieskończ.	nieskończ.
3	3	1	1000	0	4.2	nieskończ.	nieskończ.
4	preszpan	0.5	1000	37	-	5.29*10^9	-

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. W naszym przypadku wynosiła ona Rg= 194.2*10³*0.08Ω = 15536Ω. 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 0.16%, zaś po zastosowaniu układy do pomiaru małych rezystancji błąd wyniósł -0.025%. 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 magnetoelektryczne, np. galwanometry.

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

a

c

b

c

b

a

---