Witaj ponownie!
Mail Grupowy pomaga Twojej grupie sprawnie się komunikować, dzielić notatkami, wydarzeniami i opiniami. Dowiedz się więcej »
Przedmioty Wykładowcy Uczelnie

Sprawozdanie - sprawozdaniezpierwszegolaboratorium (1)


Prowadzący Wojciech Para
Informacja dla prowadzących
Podgląd

sprawozdanie_z_pierwszego_laboratorium (1).docx

Podgląd pliku (pełna wersja wyższej jakości po zalogowaniu):

Wojskowa Akademia Techniczna

WYDZIAŁ MECHATRONIKI I LOTNICTWA

METROLOGIA

Prowadzący: Stanisław Grzywiński

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO

TEMAT: Pomiar napięcia i natężenia prądu stałego.

GRUPA: A2X4S1

Skład podgrupy:

  1. Dominik Robakowski
  2. Mateusz  Pomianek
  3. Sławomir Pawłowski

  1. Wstęp teoretyczny.

Do pomiarów  napięć i prądów stałych stosuje się najczęściej przyrządy magnetoelektryczne i elektromagnetyczne oraz elektroniczne analogowe i cyfrowe.

Niedokładność przyrządów pomiarowych podawana jest przez wytwórcę i służy do określenia niepewności pomiaru wielkości mierzonej w warunkach znamionowych.

Najczęściej niedokładność przyrządów elektromechanicznych charakteryzowana jest klasą dokładności ( kl ), czyli liczbą wyrażającą względną wartość graniczną błędu wskazań w odniesieniu do wartości umownej:

gdzie : max – maksymalny błąd bezwzględny pomiaru,

W max – W min - zakres pomiarowy.

Dla przyrządów magnetoelektrycznych i elektromagnetycznych wartością umowną najczęściej jest zakres pomiarowy.

Woltomierze i amperomierze magnetoelektryczne stosowane do pomiarów napięć i prądów stałych budowane są najczęściej jako przyrządy wielozakresowe. Podziałki przyrządów magnetoelektrycznych są liniowe. Klasy dokładności przyrządów magnetoelektrycznych mieszczą się w przedziale od 0,2 do 1,5. Rezystancja wewnętrzna woltomierzy R v elektromechanicznych jest zależna od zakresu pomiarowego i określana jest jako rezystancja przypadająca na 1 V napięcia. Rezystancja jednostkowa woltomierza magnetoelektrycznego wynosi 5 50 k /V.

Rezystancja R A wewnętrzna amperomierzy jest podawana najczęściej pośrednio, poprzez podanie spadku napięcia dla odpowiedniego zakresu pomiarowego. Rezystancja amperomierza zależy od zakresu prądowego.

Wskaźnikiem przyrządów elektronicznych analogowych jest najczęściej typowy wskazówkowy miernik magnetoelektryczny.

Pomiar prądu odbywa się przez pomiar napięcia na wewnętrznym oporniku wzorcowym. Klasy dokładności przyrządów elektronicznych analogowych są rzędu 1.

Przystąpienie do pomiarów przyrządami wskazówkowymi wymaga często wyznaczenia  tzw. stałej c podziałki (zakresu). Jest to wartość wielkości mierzonej odpowiadająca działce elementarnej podziałki. Oblicza się ją z zależności :

Zakres pomiarowy, czyli wartość wielkości mierzonej odpowiadająca maksymalnemu odchyleniu wskazówki, jest podany przy zaciskach przyrządu lub przy przełączniku zakresów. Liczbę działek obliczeniowych określa liczba umieszczona przy ostatniej kresce podziałki.

  1. Badanie amperomierza i woltomierza magnetoelektrycznego.

  1. Sprawdzenie błędu podstawowego amperomierza

Rys.1. Schemat układu do sprawdzenia amperomierza.

Lp.

I

[ µA ]

Dla wartości rosnących

Dla wartości malejących

I w

[ µA]

Δ I

[ µA]

δ I

[%]

I w

[ µA]

Δ I

[ µA]

δ I

[%]

1

10

9,95

0,05

0,503

9,95

0,05

0,503

2

20

19,9

0,1

0,503

19,9

0,1

0,503

3

30

29,5

0,5

1,695

29,28

0,72

2,459

4

40

39,39

0,61

1,549

39,05

0,95

2,433

5

50

49,38

0,62

1,256

48,92

1,08

2,208

6

60

59,62

0,38

0,637

59,13

0,87

1,471

7

70

69,59

0,41

0,589

69,23

0,77

1,112

8

80

79,14

0,86

1,087

78,96

1,04

1,317

9

90

88,62

1,38

1,557

88,62

1,38

1,557

Dla l.p. 5:

Błąd bezwzględny: ΔI=I-I w =50-49,38=0,62 [µA]

Błąd względny: δI= *100 % =(0,62/49,38)*100 % =1,256 %

Klasa dokładności miernika:

Klasa=

Klasa = 1,5

Rysunek 1.Wykres błędów amperomierza.

  1. Określenie rezystancji wewnętrznej i poboru mocy badanego miernika.

Rys. 2 Schemat układu do określania rezystancji wewnętrznej i poboru mocy miernika.

Lp.

I

[ µA ]

U w

[mV]

R ogr

[Ω]

P A

[ µ W]

1

10,2

4,7

460,78

0,05

2

20,5

9,3

453,66

0,19

3

30,7

13,6

443,00

0,42

4

41,5

18,5

445,78

0,77

5

51

23,1

452,94

1,18

6

60,7

27,6

454,70

1,68

7

70,4

32

454,55

2,25

8

80

36,8

460,00

2,94

9

91,8

41

446,62

3,76

Dla l.p.5:

R A = = = [Ω]


P
A =U*J= 0,0231*51*10 -6 =1,18*10 -6 [W]= 1,18 [µW]

  1. Rozszerzenie zakresu pomiarowego amperomierza

Rys. 3. Schemat układu do badania amperomierza o rozszerzonym zakresie pomiaru.

Lp.

I

[ µA ]

I b

[ µ A]

Dla wartości rosnących

Dla wartości malejących

I w

[ µA]

Δ I

[ µA]

δ I

[%]

I w

[ µA]

Δ I

[ µA]

δ I

[%]

1

10

10

21,65

-1,65

7,621

20,51

-0,51

2,487

2

20

20

41,06

-1,06

2,582

41,56

-1,56

3,754

3

30

30

61,55

-1,55

2,518

62,14

-2,14

3,444

4

40

40

82,1

-2,1

2,558

81,24

-1,24

1,526

5

50

50

101,78

-1,78

1,749

101,43

-1,43

1,410

6

60

60

121,43

-1,43

1,178

121,79

-1,79

1,470

7

70

70

142,12

-2,12

1,492

142,56

-2,56

1,796

8

80

80

161,87

-1,87

1,155

163,34

-3,34

2,045

9

90

90

183,92

-3,92

2,131

183,92

-3,92

2,131

R b = 450 [ Ω]

Błąd bezwzględny: ΔI=I-I w =100-101,78= -1,78 [µA]

Błąd względny: δI= *100 % =(1,78/101,78)*100 % =1,749 %

Klasa dokładności miernika:

Klasa=

Klasa = 4

Błąd graniczny systematyczny amperomierza z rozszerzonym zakresem

Δ gs I=± = ±

Rysunek 2. Wykres błędów amperomierza z rozszerzonym zakresem.

  1. Sprawdzenie błędu podstawowego woltomierza.

Rys. 4. Schemat układu do sprawdzenia woltomierza.

Lp.

I

[ µA ]

U

[ mV ]

Dla wartości rosnących

Dla wartości malejących

U w

[ mV]

Δ U

[ mV]

δ U

[%]

U w

[ mV]

Δ U

[ mV]

δ U

[%]

1

10

1

1,09

-0,09

9,20

1,02

-0,02

2,40

2

20

2

2,06

-0,06

3,00

2,08

-0,08

4,15

3

30

3

3,01

-0,01

0,22

2,98

0,02

0,53

4

40

4

4,09

-0,09

2,33

4,14

-0,14

3,57

5

50

5

5,07

-0,07

1,40

5,07

-0,07

1,30

6

60

6

6,04

-0,04

0,72

6,10

-0,10

1,65

7

70

7

7,07

-0,07

1,00

7,05

-0,04

0,64

8

80

8

8,06

-0,06

0,75

8,08

-0,08

1,00

9

90

9

9,13

-0,13

1,46

9,13

-0,13

1,46

Klasa =

Klasa = 1,5

Rysunek 3. Wykres błędów woltomierza.

  1. Określenie rezystancji wewnętrznej R v i poboru mocy miernika P v

Rys. 5. Schemat układu do pomiaru rezystancji woltomierza Rv i poboru mocy miernika Pv

Lp.

I

[ µA ]

I d

[ µA ]

U

[ V ]

R v

[kΩ]

P v

[ µ W]

1

10,41

10

1

96,06

10,41

2

20

20

2

100,00

40

3

30,52

30

3

98,30

91,56

4

39,87

40

4

100,33

159,48

5

49,94

50

5

100,12

249,7

6

60,38

60

6

99,37

362,28

7

69,97

70

7

100,04

489,79

8

80,02

80

8

99,98

640,16

9

90,3

90

9

99,67

812,7

R v = = = 10 3 [Ω]= 100,12 [kΩ]

P V =U*J= 5000*49,94*10 -6 *10 -3 = 249700* 10 -9 [W]=249,7*10 -6 [W]= 249,7 [µW]

  1. Rozszerzenie zakresu pomiarowego woltomierza.

Rys. 6. Schemat układu do sprawdzenia woltomierza o rozszerzonym zakresie pomiarowym.

Lp.

I

[ µA ]

U

[ mV ]

Dla wartości rosnących

Dla wartości malejących

U w

[ mV]

Δ U

[ mV]

δ U

[%]

U w

[ mV]

Δ U

[ mV]

δ U

[%]

1

10

4

4,01

-0,01

0,32

4,02

-0,02

0,45

2

20

6

6,06

-0,06

1,00

6,04

-0,04

0,72

3

30

8

8,11

-0,11

1,31

8,13

-0,13

1,57

4

40

10

10,07

-0,07

0,70

9,88

0,12

1,20

5

50

12

12,09

-0,09

0,75

12,10

-0,10

0,84

6

60

14

14,16

-0,16

1,16

14,15

-0,15

1,09

7

70

16

16,25

-0,25

1,59

16,24

-0,24

1,50

8

80

18

18,34

-0,34

1,89

18,35

-0,35

1,94

9

90

20

20,41

-0,41

2,05

20,41

-0,41

2,05

Klasa =

Klasa = 2

Rysunek 4. Wykres błędów woltomierza z rozszerzonym zakresem.

  1. Przyrządy pomiarowe:

- miernik magnetoelektryczny

- rezystor dekadowy

- zasilacz prądu stałego

- miernik cyfrowy wzorcowy

  1. Wnioski.

Po przeprowadzeniu pomiarów jesteśmy w stanie określić dokładność pomiaru badanych magnetoelektrycznych mierników. Podczas pomiarów mieliśmy do czynienia z rozbieżnością pomiędzy wynikami mierników wzorcowych, a badanych analogowych. Klasa mierników analogowych okazała się stosunkowo wysoka. Stwierdziliśmy, że mierniki tego typu nie są pomocne przy pomiarach, w których zależy nam na dużej dokładności.

Współpraca

Wczytywanie...