Rok akademicki:
II
|
Laboratorium podstaw metrologii |
|
Imiona i nazwiska osób w podgrupie:
|
wiczenie nr: 2
Temat: Pomiary rezystancji |
Sprawozdanie wykona:
Ocena: _ |
1. Pomiar rezystancji y trzech par przewodów przy pomocy omomierza analogowego.
Pomiar zosta wykonany przy uyciu miernika analogowego oraz cyfrowego (Mera-tronik E317).
1.1 Ukad pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
Tor nr |
Tor - kolor |
R [] pom.analogowy |
R [] pom.cyfrowy |
1 |
pomaraczowy |
56±0.5 |
57.3±0.1 |
2 |
niebieski |
54±0.5 |
54.9±0.1 |
3 |
zielony |
54±0.5 |
56.0±0.1 |
2. Projektowanie ukadu mostka Wheatstone`a :
2.1 Zaoenia:
R3 = R4 = 5 " 103 []
warto rezystora regulowanego RX powinna wynosi:
RX = R2 " ( R3)/R4, )
R2 = 50 ,
EZ = 10V,
k = R3 / R4 = 1,
bd wynikajcy ze zej rozdzielczoci:
R = R2MIN / R2 = 0,01/50 = 0,0002
Warunkiem poprawnego dopasowania mostka Wheatstone`a jest dobranie takich elementów mostka aby bd wynikajcy ze zej rozdzielczoci by pomijalnie may.
W naszym przypadku tak wanie jest, gdy bd ten jest rzdu 10-4.
Projekt mostka pomiarowego:
2.3 Wyniki pomiarów rezystancji RX: (dla 2 przeciwnych polaryzacji napicia V, czuo woltomierza 1,5mV).
Tor nr |
R (+) |
R (-) |
czułoœć |
RX |
|
[] |
[] |
[] |
[] |
1. |
57.48 |
57.48 |
0.01 |
57.48 |
2. |
55.04 |
55.04 |
0.01 |
55.04 |
3. |
55.06 |
55.06 |
0.01 |
55.06 |
- jak si okazao, wartoci (+) i (-) s identyczne.
RX = R2 " ( R3 / R4 )
k = 1
RX = R2
2.3 Tabela pomiarów i oblicze:
Lp. |
R2 |
R3 |
R4 |
RX |
RX - RxŒR |
(RX - RxR )2 |
R2 |
|
|
[] |
[k] |
[k] |
[] |
[] |
[] |
[] |
[dz] |
1. |
57.48 |
|
|
57.48 |
1.62 |
2.62 |
|
|
2. |
55.04 |
5 |
5 |
55.04 |
-0.82 |
0.67 |
0,01 |
0,2 |
3. |
55.06 |
|
|
55.06 |
-0.80 |
0.64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
rednio: |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.31 |
|
|
RXRE = 55.86 []
R2RE = 55.86 []
" |RX - RxR| = 3.24 []
" (RX - RxR )2 = 3.93 []
2.3.1 Wyznaczanie wzgldnego bdu pomiaru:
P = ± (SRXRE% + NRXRE% + RXRE% + PRZYPRXRE% )
Wzgldny bd systematyczny:
S = ( KLR1 + KLR2 + KLR3 ) = 3 " KL = 3 " 0,05% = 0.15%
Wzgldny bd nieczuoci:
NRXRE = R2MIN / R2RE = 0,01% / 55.86 = 0,00018%
Wzgldny bd przypadkowy:
PRZYPRXRE = wzór = 0,0001055
PRZYPRXRE = ( PRZYPRXRE / RXRE ) " 100% = 0,01055%
Moemy zatem zapisa wynik wzgldnego bdu pomiaru:
P = ± ( 0,15% + 0,00018% + 0,01055% ) = 0,16073%
2.3.2 Ostateczny wynik pomiaru okrelajcy rzeczywist warto rezystancji RX wynosi:
RRZX = RXRE ± RXR
RXR = (P " RXRE) /100%
RXR = (0,16073% " 55.86) / 100% = 0.08978
RRZX = ( 55.86 ± 0,09 ) []
3. Pomiar asymetrii.
Ukad pomiarowy.
Po wykonaniu pomiaru otrzymaem nastpujc warto:
R = 2.02
przy czym pomiar nie by stabilny, zmienia si w czasie zapewne na skutek nagrzewania si rezystorów pod wpywem stosunkowo duego prdu.
4. Wnioski
To wiczenie jest przykadem zastosowania metody mostkowej jako metody pomiarowej. Dokonywalimy pomiarów jednoczenie standardowym omomierzem analogowym i cyfrowym oraz mostkiem Wheatstone`a. Ten typ mostka naley do grupy mostków zrównowaonych, które sąąaaaaaaa najdokadniejszymi narzdziami pomiarowymi. Jak wynika z tego wiczenia równie i taka metoda jest obarczona pewnym bdem, na który skadaj si róne czynniki. Dla tego mostka bd pomiaru jest sum trzech rónych bdów:
bd wynikajcy ze zbyt maej czuoci ukadu,
wzgldny bd systematyczny,
bd przypadkowy.
Jednak gdy porównamy wyniki pomiarów dokonane omomierzem analogowym, a mostkiem oraz wartoci bdów jakimi metody te s obarczone dojdziemy do wniosku, e rzeczywicie metoda mostkowa jest dokadniejsza.
Metoda pomiaru |
Bd pomiarowy |
Omomierz analogowy |
0.5 [] |
Omomierz cyfrowy |
0.1 [] |
Mostek Wheatstone`a |
0.09 [] |
Jak wida po tych wynikach rónica w bdach dla trzech metod jest do dua na korzy ukadu mostkowego, chocia pomiar cyfrowy dorównuje tej ostatniej.
Naley jednak pamita, e aby uzyska poprawne wyniki musimy odpowiednio dobra elementy do mostka. Wan spraw jest równie to aby rezystory dekadowe byy jak najwyszej klasy tak aby ich bd klasy by jak najmniejszy. A to wanie bd wynikajcy z doboru tych elementów jest najwikszy i ma najwikszy wpyw na wynik pomiaru i warto bdu jakim pomiar jest obciony.