Sprawozdanie z laboratorium

miernictwa elektronicznego

TEMAT:

Pomiar parametrów podzespołów RLC

metodami pośrednimi.

Wykonali:

Jarosław Konopka

Piotr Pikul

1. Spis przyrządów:

miliamperomierz F2Ivh-270, klasa 0.5;

woltomierz LM-1, klasa 0.5;

multimetr G-1004.500, δ = ±1,25%;

woltomierz, klasa 0.5;

watomierz, F2IVh-655, klasa 0.5;

autotransformator F2 IV h - 301;

Pomiar rezystancji R_X:

Schematy układów do pomiaru rezystancji:

poprawny pomiar napięcia: b) poprawny pomiar prądu:

R₁=15 kΩ, R₂=100 Ω

Tabela pomiarowa dla poprawnego pomiaru napięcia (a):

(pomiar przyrządami A,B)

	Ux	Ix	Rx	ΔUx	δUx	ΔIx	δIx	δmet.	Δmet.	ΔRx	δRx
	[V]	[mA]	[Ω]	[V]	[%]	[mA]	%	%	[Ω]	[Ω]	%
R1	23	3.7	6216	0.15	0.65	9	2.4	-38	-2383	187	3

(I_Z=6mA, R_A=49Ω, U_Z=30V, R_V=10kΩ)

R2

23

210

109

0.15

0.65

0.1

2.4

-1.1

-1

3

3

(I_Z=600mA, R_A=5Ω, U_Z=30V, R_V=10kΩ)

Przykładowe obliczenia:

Tabela pomiarowa dla poprawnego pomiaru prądu (b):

(pomiar przyrządami A,B)

	Ux	Ix	Rx	ΔUx	δUx	ΔIx	δIx	δmet.	Δmet.	ΔRx	δRx
	[V]	[mA]	[Ω]	[V]	[%]	[mA]	%	%	[Ω]	[Ω]	%
R1	23	1.5	15333	0.15	0.65	0.02	1.5	1.2	184	337	2.2

(I_Z=1.5mA, R_A=184Ω, U_Z=30V, R_V=10kΩ)

R2

23

210

109

0.15

0.65

9

4.2

4.6

5

5.3

4.9

(I_Z=600mA, R_A=5Ω, U_Z=30V, R_V=10kΩ)

Przykładowe obliczenia:

Pomiar cewki bez rdzenia:

Schematy pomiarowe:

a) dla napięcia stałego: b) dla napięcia zmiennego:

Tabela pomiarowa dla napięcia stałego:

(pomiar przyrządami A,B)

UX	IX	RX	δRX	ΔRX	ΔUX	δUX	ΔIX	δIX	Δm	δm
[V]	[mA]	[Ω]	%	[Ω]	[V]	%	[mA]	%	[Ω]	%
10	11	909	1.62	16.8	0.15	1.5	0.2	2	-34.6	3.4

(U_Z=30V, R_V=10kΩ, I_Z=15mA, R_A=184Ω)

Obliczenia:

Tabela pomiarowa dla napięcia zmiennego:

f =50 Hz

(pomiar przyrządami A,D)

UX	IX	ZX	δZX	ΔZX	ΔUX	δUX	ΔIX	δIX
[V]	[mA]	[Ω]	%	[Ω]	[V]	%	[mA]	%
50	21.25	2353	5.7	134	0.75	1.5	0.89	4.2

(U_Z=150V, R_V=3333Ω, I_Z=60mA, R_A=15Ω)

Obliczenia:

Pomiar cewki z rdzeniem:

Schemat pomiarowy:

Tabela pomiarowa:

f = 50 Hz

(pomiar przyrządami A,B,E)

UX	IX	ZX	P.	RX	LX	δLX	δRX	δZX	δUX	δIX
[V]	[A]	[Ω]	[W]	[Ω]	[H]	%	%	%	%	%
50	0.275	182	4	52.9	0.55	5.8	4.8	4.8	1.5	3.3

Obliczenia:

Pomiar kondensatorów:

Schemat pomiarowy:

Tabela pomiarowa:

f = 50 Hz

(pomiar przyrządami C,D)

	UX	IX	ZX	CX	δUX	ΔUX	δIX	ΔIX
	[V]	[mA]	[kΩ]	[nF]	%	[V]	%	[mA]
C1	100	0.21	476.2	6.7	0.75	0.75	1.25	0.003
C2	100	1.46	68.5	46.5	0.75	0.75	1.25	0.018
C3	100	2.98	33.56	95	0.75	0.75	1.25	0.037
C4	100	16.63	6.01	530	0.75	0.75	1.25	0.208
C5	100	57.3	1.745	1820	0.75	0.75	1.25	0.72

Obliczenia:

Wnioski:

Analizując wyniki pomiarów rezystancji widzimy, że rodzaj wykorzystanej w pomiarze metody ma istotny wpływ na wielkość błędu metody. Dla małych rezystancji bardziej dokładna jest metoda pomiaru w układzie prawidłowo mierzonego napięcia, ponieważ prąd płynący przez woltomierz jest pomijalnie mały w stosunku do prądu płynącego przez mierzony rezystor. Natomiast w przypadku dużych rezystancji stosujemy metodę poprawnego pomiaru prądu, ponieważ spadek napięcia na amperomierzu jest mały w porównaniu do spadku napięcia na mierzonej rezystancji. Odpowiedni układ do pomiaru rezystancji możemy dobrać wyliczając:

i wtedy jeżeli R_X > R_g stosujemy układ poprawnego pomiaru prądu, natomiast dla R_X < R_g stosujemy układ poprawnego pomiaru napięcia.

Pośrednia metoda pomiaru indukcyjności polega na pomiarze napięcia na cewce, prądu płynącego przez cewkę oraz częstotliwości. Dla cewki nie zawierającej rdzenia ferromagnetycznego straty przy prądzie stałym są porównywalne do strat występujących przy prądzie zmiennym o niskiej częstotliwości (w naszym przypadku f = 50 Hz). Dlatego do pomiaru rezystancji R_X cewki wykorzystujemy prąd stały. Dla cewki z rdzeniem ferromagnetycznym rezystancja R_X obejmuje także straty energii w rdzeniu. Dlatego jej parametry mierzymy tylko przy pomocy prądu zmiennego, wykorzystując watomierz.

Pomiary kondensatorów wykonujemy zakładając, że straty w nich są niewielkie i przyjmujemy, że impedancja kondensatora jest porównywalna z jego reaktancją (X_C ≈ Z_C). Wykorzystujemy zatem układ poprawnego pomiaru prądu.

Metody pośrednie pomiarów R,L,C są metodami mało dokładnymi. W celu dokładnych pomiarów stosuje się mostki.

---