Ćwiczenia audytoryjne z Miernictwa Elektronicznego temat 3 1
POMIAR NAPI
Ć W OBWODACH PR
DU STAA
EGO
1. Zaproponuj sposób utworzenia z amperomierza magnetoelektrycznego o zakresie 1mA , rezystancji 60&! ,
woltomierza o zakresach 3V, 7,5V. 15V, 30V, 75V. 150V. Dla woltomierzy wielozakresowych, zamiast
rezystancji na każdym zakresie podaje się często tzw  rezystancję charakterystyczną wyrażoną w &!/V.
Jaką wartość będzie miała  rezystancja charakterystyczna zaprojektowanego woltomierza ?
2. O ile i dlaczego ile mogą się różnić wskazania następujących woltomierzy
" woltomierz magnetoelektryczny o zakresie 10V, kl 0,5 rezystancji charakterystycznej 1k&!/V
" ;woltomierz elektromagnetyczny zakresie 10V, kl 0,5 ; prądzie pełnego wychylenia I=10mA,
" woltomierzem cyfrowym z integracyjnym (całkującym) przetwornikiem A/C o zakresie 10V,
rozdzielczości 0,001V, błędzie podstawowym ą0,05% wartości mierzonej ą0,01% wartości zakresu,
rezystancji 10M&!;
" woltomierzem cyfrowym z kompensacyjnym przetwornikiem A/C o zakresie 10V, rozdzielczości
0,001V, błędzie podstawowym ą0,05% wartości mierzonej ą0,01% wartości zakresu, rezystancji
10M&! ?
jeśli mierzono nimi napięcie, z
ródła o rezystancji wewnętrznej zero, które wytwarza napięcie opisane
zależnością:
u(t) = 8,500V +0,15V sin�t gdzie �= 2Ą f ; f=50Hz
3. Wyprowadz
wyrażenie określające błąd systematyczny pomiaru napięcia Ux na obiekcie o rezystancji Rw,
wynikający ze zmiany wartości napięcia po włączeniu na zaciski woltomierza o rezystancji RV. (rysunek1)
4. Zmierzono napięcie Ux w obwodzie jak na rysunku 2 równocześnie:
- woltomierzem analogowym o zakresie 10V klasie 0,5 i rezystancji wewnętrznej 10k&! ;
- woltomierzem cyfrowym o zakresie 10V-;błędzie podstawowym ą0,05%wartości mierzonej ą0,01%
wartości zakresu; rezystancji wewnętrznej 10 M&! .
Woltomierz analogowy wskazał 7,75V; a woltomierz cyfrowy 7,707V.
a. Podaj niepewność względną i bezwzględną wskazań obu woltomierzy,.
b. Czy wyniki pomiaru są sprzeczne? (uzasadnij odpowiedz
)
c. Czy możemy przyjąć, że woltomierze poprawnie wskazały wartość
napięcia Ux? (uzasadnij odpowiedz
).
d. zapisz wynik pomiaru napięcia Ux.
Rysunek 2 R1=R2=R3=500&!
5. Oblicz względny błąd systematyczny pomiaru napięcia UAB w obwodzie jak na rysunku 3, jeśli pomiar
wykonany zostanie woltomierzem cyfrowym o rezystancji 10M&!.
Ćwiczenia audytoryjne z Miernictwa Elektronicznego temat 3 1
Rysunek 3 R1=200k&!; R2=800k&!;
6. Oszacuj błąd pomiaru napięcia Uab w układzie jak na rysunku 4 jeśli do pomiaru użyto woltomierza
cyfrowego o zakresie 10V-;błędzie podstawowym ą0,01%wartości mierzonej ą2cyfry; rozdzielczości 1mV
rezystancji wewnętrznej 10 M&!
E=10,24V, R=10k&!
7. Do określenia spadku napięci Ux na oporniku R użyto woltomierza magnetoelektrycznego o zakresie 3V,
rezystancji charakterystycznej 1k&!/V. Woltomierz dołączony na zaciski opornika wskazał 2,75V. Podaj
przedział wartości w którym mieści się rzeczywista wartość napięcia Ux.
Rysunek 5 E około 2,8V; Rw=1&!, R=10k&!
8. Do pomiaru napięcia około 500V trzeba zastosować dzielnik napięcia 1:5. Jakie wartości powinny mieć
rezystory dzielnika napięcia, jeśli obiekt ma rezystancję wewnętrzną 200&! , a zmiana napięcia
mierzonego pod wpływem dołączenia dzielnika nie powinna być większa niż 0,05%?
9. Zmierzono wzmocnienie wzmacniacza napięcia stałego w układzie jak na rysunku 6. Do pomiaru użyto
dwóch woltomierzy cyfrowych. Woltomierz mierzący napięcie wejściowe wskazał 88,55mV ; woltomierz
mierzący napięcie wyjściowe wskazał 2,254V.
Oba woltomierze cechował taki sam błąd podstawowy (ą0,05%wartości mierzonej ą2cyfry) oraz taka sama
rezystancja wejściowa (10M&!). Podaj wynik pomiaru wartości wzmocnienia wzmacniacza
Rysunek 6
E około 0,9V, R1= 900&! R2=100&!; rezystancja wejściowa wzmacniacza około 1M&!, rezystancja wyjściowa
wzmacniacza około 8&!.