Wydział Elektroniki Politechniki Wrocławskiej	Laboratorium miernictwa elektronicznego
^Wykonali Paweł Pirosz, Piotr Pietrek		^Grupa 6	^Ćw. nr 8	^Prowadzący mgr R. Szczepanowski
Sprawdzenie przyrządów pomiarowych		^Data wykonania 98.05.26	^Data oddania 98.06.02	^Ocena

CEL ĆWICZENIA:

Poznanie metod wyznaczania błędów podstawowych elektrycznych, analogowych i cyfrowych, przyrządów pomiarowych, zgodnych z normą PN-92/E-06501 i PN-85/T-06500.

WYKAZ PRZYRZĄDÓW :

• Woltomierz analogowy LM-3, kl. 0,5

• Multimetr analogowy PU 500, kl. 2,5

• Woltomierz cyfrowy V-541, błąd pomiaru ±(0,05% wartości mierzonej + 0,01% zakresu)

• Multimetr cyfrowy G-1002.500, ±(0,2% wartości mierzonej + 2 cyfry)

• Zasilacz ZT-980-1M

PRZEBIEG ĆWICZENIA :

Schemat pomiarowy:

1. Sprawdzenie błędu podstawowego przyrządu analogowego PU 500 kl. 2,5 miernikiem LM-3 kl. 0,5

miernik wzorcowy LM-3, kl. 0,5

miernik sprawdzany PU 500, kl. 2,5

Tabela 1. Wyniki pomiaru napięć woltomierza wzorcowego i badanego
Zakres miernika badanego 10V			Zakres miernika badanego 1V			Zakres miernika badanego 3V
Uwz	Ubad	ΔU	Uwz	Ubad	ΔU	Uwz	Ubad	ΔU
[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]
0,00	0,00	0,00	0,000	0,000	0,000	0,0	0,0	0,0
1,05	1,00	-0,05	0,100	0,100	0,000	0,5	0,5	0,0
2,05	2,00	-0,05	0,200	0,200	0,000	1,1	1,0	-0,1
3,05	3,00	-0,05	0,300	0,300	0,000	1,6	1,5	-0,1
4,10	4,00	-0,10	0,400	0,400	0,000	2,1	2,0	-0,1
5,15	5,00	-0,15	0,500	0,500	0,000	2,6	2,5	-0,1
6,20	6,00	-0,20	0,625	0,600	-0,025	3,1	3,0	-0,1
7,25	7,00	-0,25	0,725	0,700	-0,025	Błędy bezwzględne Uwz: Uz = 1,5V Uwz= 0,008V Uz = 3V Uwz= 0,015V Uz = 7,5V Uwz= 0,038V Uz = 15V Uwz= 0,075V
8,25	8,00	-0,25	0,825	0,800	-0,025
9,25	9,00	-0,25	0,925	0,900	-0,025
10,25	10,00	-0,25	1,025	1,000	-0,025

Błąd bezwzględny napięcia wzorcowego:

Wartość błędu bezwzględnego obliczymy ze wzoru:

ΔU = U_bad - U_wz

Wartość napięcia wskazywaną przez miernik wzorcowy traktujemy jako rzeczywistą wartość napięcia.

Z tabeli widzimy, że dla poszczególnych zakresów przyrządu badanego maksymalny błąd bezwzględny wynosi:

dla Uz = 10V ΔU_max = -0,25V

dla Uz = 3V ΔU_max = -0,1V

dla Uz = 1V ΔU_max = -0,025V

Zatem możemy wyliczyć błąd względny dla każdego zakresu ze wzoru:

dla Uz = 10V δU = -2,5%

dla Uz = 3V δU = -3,3%

dla Uz = 1V δU = -2,5%

Wykres 1. Zależność błędu pomiaru od zakresu miernika PU 500

2. Sprawdzenie błędu podstawowego przyrządu analogowego LM-3 kl. 0,5 multimetrem V-541

miernik wzorcowy V-541, ±(0,05% wartości mierzonej + 0,01% zakresu)

miernik sprawdzany LM-3, kl. 0,5

Tabela 2. Wyniki pomiaru napięć woltomierza wzorcowego i badanego
Zakres miernika badanego 3V					Zakres miernika badanego 15V				Zakres miernika badanego 7,5V
Uwz	ΔUwz	Ubad	ΔU	Uwz		ΔUwz	Ubad	ΔU	Uwz	ΔUwz	Ubad	ΔU
[V]	[V]	[V]	[V]	[V]		[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]
0,000	0,001	0,000	0,001	0,000		0,001	0,000	0,000	0,000	0,001	0,000	0,000
0,494	0,001	0,500	0,006	2,500		0,002	2,500	0,000	0,511	0,001	0,500	-0,011
0,991	0,001	1,000	0,009	4,950		0,003	5,000	0,050	0,988	0,001	1,000	0,012
1,478	0,002	1,500	0,022	7,410		0,005	7,500	0,090	1,482	0,002	1,500	0,018
1,967	0,002	2,000	0,033	9,810		0,006	10,000	0,190	1,967	0,002	2,000	0,033
2,458	0,002	2,500	0,042	12,270		0,007	12,500	0,230	2,487	0,002	2,500	0,013
2,941	0,002	3,000	0,059	14,710		0,008	15,000	0,290	2,963	0,002	3,000	0,037
Maksymalny błąd bezwzględny poszczególnych zakresów przyrządu badanego wynosi: dla Uz = 3V ΔUmax = 0,059V dla Uz = 7,5V ΔUmax = 0,147V dla Uz = 15V ΔUmax = 0,290V									3,448	0,003	3,500	0,052
																		3,929	0,003	4,000	0,071
																		4,434	0,003	4,500	0,066
																		4,907	0,003	5,000	0,093
																		5,412	0,004	5,500	0,088
																		5,895	0,004	6,000	0,105
																		6,397	0,004	6,500	0,103
																		6,863	0,004	7,000	0,137
																		7,353	0,005	7,500	0,147

Błąd bezwzględny: ΔU = U_bad - U_wz

Zatem możemy wyliczyć błąd względny dla każdego zakresu ze wzoru:

dla Uz = 3V δU = 1,96%

dla Uz = 7,5V δU = 1,96%

dla Uz = 15V δU = 1,93%

Wykres 2. Zależność błędu pomiaru od zakresu miernika LM-3

3. Sprawdzenie błędu podstawowego przyrządu cyfrowego G-1002-500 multimetrem V-541

miernik wzorcowy V-541, ±(0,05% wartości mierzonej + 0,01% zakresu)

miernik sprawdzany G-1002.500, ±(0,2% wartości mierzonej + 2 cyfry) dla zakresu 20V

Tabela 3. Wyniki pomiaru napięć woltomierza wzorcowego i badanego na zakresie 20V (19,99V)
Uwz	ΔUwz	Ubad	ΔU	δU	ΔUp	δUp
[V]	[V]	[V]	[V]	[%]	[V]	[%]
0,000	0,001	0,000	0,000	0,000	0,020	-
2,000	0,002	2,000	0,000	0,000	0,024	1,200
4,010	0,003	4,000	-0,010	-0,250	0,028	0,700
6,030	0,004	6,000	-0,030	-0,500	0,032	0,533
8,030	0,005	8,000	-0,030	-0,375	0,036	0,450
10,040	0,006	10,000	-0,040	-0,400	0,040	0,400
12,050	0,007	12,000	-0,050	-0,417	0,044	0,367
14,050	0,008	14,000	-0,050	-0,357	0,048	0,343
16,060	0,009	16,000	-0,060	-0,375	0,052	0,325
18,070	0,010	18,000	-0,070	-0,389	0,056	0,311
20,060	0,011	19,990	-0,070	-0,350	0,060	0,300

Błąd bezwzględny: ΔU = U_bad - U_wz

Błąd względny:

Błąd bezwzględny przyrządu badanego: ΔU_p = 0,2% wartości mierzonej + 2 cyfry

Błąd względny przyrządu badanego:

Wykres 3. Zależność błędu względnego wyliczonego na podstawie różnicy napięć wzorcowego i badanego oraz obliczonego na podstawie danych producenta

WNIOSKI I UWAGI:

Wszystkie badania były wykonane przy użyciu przyrządów kontrolnych o błędzie podstawowym nie większym niż ¼ wskaźnika klasy badanego przyrządu pomiarowego. Wskazania miernika wzorcowego były traktowane jako wartość rzeczywista pomiaru. Pomiary wykazały inny wskaźnik klasy niż wyznaczony przez producenta. Z pkt. 1 widzimy, że miernik PU 500 mierzy w klasie 2,5 na zakresach 1V i 10V, zaś na zakresie 3V błąd wynosi 3,3%. Zatem miernik ten może mierzyć w klasie 5. Z pkt. 2 widzimy, że błędy pomiaru miernikiem LM-3 na zakresach 3V, 7.5V, 15V są zbliżone i mniejsze od 2% (producent podaje klasę 0,5). Zatem miernik ten może mierzyć w klasie 2.

W pkt. 3 sprawdzaliśmy przyrząd cyfrowy G-1002.500 na zakresie 20V. W celu stwierdzenia, czy przyrząd ten mierzy z błędem podanym przez producenta porównaliśmy wartość błędu wyliczoną ze wzoru ΔU = U_bad - U_wz z wartością błędu wyliczoną na podstawie danych producenta (wykres 3). Z wykresu widzimy, że nie dla wszystkich punktów pomiarowych wartość błędu wyliczona jako różnica wskazań przyrządu jest mniejsza od wartości podanej. Zatem przyrząd ten nie mierzy z podaną dokładnością.

- 4 -

---