Miernictwo- Zastosowanie interfejsu pomiarowego IEC-625, Rok II AiR grupa III

Zastosowanie interfejsu pomiarowego IEC-625

Teoria

Konduktywno :

Konduktywno, czyli przewodno waciwa jest odwrotnoci rezystywnoci i jest wielkoci fizyczn charakteryzujc wasnoci materia�w przewodzcych.

Jej warto wyznacza si dwiema metodami :

metod klasyczn
metod prd�w wirowych

Pierwsza opiera si na prawie Ohma dla prdu staego i wyglda to nastpujco :

0x01 graphic

gdzie :

R -op�r elektryczny

-konduktywno

-oporno elektryczna

l -dugo pr�bki

s -pole przekroju pr�bki

Metoda kompensacyjna :

Pomiary rezystancji metali mona mierzy zar�wno przy uyciu mostk�w Wheatstone'a(due rezystancje), mostk�w Thomsona(mae rezystancje), jak i metod kompensacyjn polegajc na zliczaniu spadk�w napi na pr�bce i por�wnywaniu ze spadkiem na rezystancji wzorcowej, przewanie 0,001
wraz ze zmian kierunku polaryzacji.

Bdy pomiar�w :

Jak wiadomo, nawet w wysoce zaawansowanych laboratoriach kosztujcych miliony dolar�w nie spos�b wykona dowiadczenia cakowicie pozbawionego bd�w. Bdy znajd si zawsze mniejsze lub wiksze, ale jednak. Mona natomiast poda, uwzgldniajc maksymalne bdy urzdze pomiarowych, wzgldny bd czowieka(prdko reakcji, dokadno odczytu), oraz czynniki zewntrzne odchylenie od poprawnego wyniku, tzw. tolerancj.

Stanowisko pomiarowe :

W skad stanowiska pomiarowego wchodz :

wzorcowe r�do napicia -zasilacz ZT-980-3
wzorcowe r�do prdu -zasilacz Z-3020
rezystancja wzorcowa 0,001
dwa przeczniki
dzielnik napicia
woltomierz V1 -woltomierz cyfrowy V-540
wskanik r�wnowagi -woltomierz cyfrowy V-540
Komutator I-201
Interfejs I-542/550
Magistrala IEC-625
Komputer PC-Intel�

Cay ukad sterowany jest automatycznie przez komputer PC, za wyjtkiem przecznik�w(P1 i P2) i stabilizacji napicia kompensujcego(wskanik r�wnowagi).

Zadaniem interfejsu I 542/550 w standardzie IEC-625 jest kontrola i komunikacja z cyfrowymi urzdzeniami pomiarowymi zastosowanymi w ukadzie.

Dzielnik napicia zosta zastosowany do usprawnienia rcznej stabilizacji napicia kompensujcego zapewniajc pynn zmian tego napicia.

Komutator I-201 pobiera dane z rezystancji wzorcowych i mierzonych(R_N i R_X).

Przeczniki(P1 i P2) zapewniaj rczn zmian polaryzacji.

Woltomierz V-540 zosta zastosowany do pomiaru stabilizacji napicia, a drugi identyczny woltomierz zosta zastosowany do pomiaru napi staych i poczony z gniazdem G5 jako urzdzenie funkcyjne.

Zasilacz ZT-980-3 jako r�do napiciowe generuje napicie kompensujce, natomiast podobny Z3020 jako r�do prdowe.

Komputer PC steruje pobieraniem i odbieraniem informacji pochodzcych z interfejsu IEC-625 przy zastosowaniu koniecznego oprogramowania.

Schemat ukadu pomiarowego :

Oprogramowanie ukadu pomiarowego :

Zastosowane zostao oprogramowanie oparte na systemie MS-DOS. Program zosta napisany przy uyciu jzyka C, przez Stanisawa Jakuszewskiego. Program, pomijajc kilka bd�w skadni i algorytmu jest wyjtkowo prosty w obsudze. Naley zacz od wpisania imion i nazwisk os�b uczestniczcych w dowiadczeniu, oraz niezbdnych danych o badanej pr�bce, temperaturze i rezystancji wzorcowej. Nastpnie mona przystpi do wykonywania dowiadczenia, kt�re przebiega prawie cakowicie automatycznie. Dokadny opis funkcji programu znajduje si w instrukcji doczonej do ukadu pomiarowego.

Przebieg dowiadczenia :

Naley zoy ukad pomiarowy wg schematu i podczy do zasilania, a nastpnie wykona niezbdne pomiary (dugo, szeroko i wysoko pr�bki, temperatur otoczenia). Po wykonaniu tych czynnoci mona przystpi do wczenia programu KONDUKT.EXE znajdujcego si w katalogu KONDUKT. Naley wpisa znane wielkoci korzystajc z opcji konfiguracja, a nastpnie dane osobowe, parametry pr�bki i parametry wzorca. Teraz przystpujemy do wykonania wiczenia wczajc opcj pomiar, a nastpnie nowy pomiar i okreli ilo wykonywanych pomiar�w, w naszym przypadku byo ich 10.

Dane wprowadzone do komputera byy nastpujce :

dugo pr�bki aluminiowej 0.845m.
pole przekroju pr�bki 0.0001975m²
wzorcowa rezystancja 0.001
Temperaturowy wsp�czynnik rezystancji 4.00*10^-3K^-1
Temperatura otoczenia 22^oC

Nastpnie odpalamy program i postpujemy cile wedug instrukcji wywietlanych na ekranie a do zakoczenia pomiar�w, a nastpnie drukujemy wynik na drukarce przyczonej do komputera i moemy zakoczy wiczenie wyczeniem sprztu.

Wyniki :

Uzyskalimy nastpujce wyniki :

R_SR = 9.6493e-05

_SR =4.434e+07 S/m.

S_R =2.231e-07

Jak wida zostao obliczone take odchylenie standardowe S_R i oczywicie przy dokadnoci wykonania jak osiga komputer jest ono bardzo mae.

9. Wnioski :

Celem wiczenia byo zastosowanie magistrali IEC-625 do przeprowadzenia pomiar�w konduktywnoci aluminium co zostao przeprowadzone. Wykorzystywany w wiczeniu program sterujcy procesem nie wymaga od uytkownika nawet podstawowej wiedzy o konduktywnoci, oporze czy rachunku bd�w, po prostu wykonywa si sam, co jest najwiksz jego zalet. Nie byoby to moliwe przy braku interfejsu pomiarowego I-542/550 w standardzie IEC-625, kt�rego szczeg�owy opis zamieszczony jest w drugiej czci instrukcji. Cae dowiadczenie, a w szczeg�lnoci udzia uytkownika sprowadza si do stabilizacji napicia kompensujcego za pomoc dzielnika napicia , okresowej zmianie polaryzacji przecznikami (P1 i P2), oraz w duej mierze na pstrykaniu w klawisz ENTER na komputerze w celu potwierdzenia kroku, co spowodowao, e dowiadczenie m�g wykona kady i to do tego w rekordowym tempie(dowiadczenie trwao kilkanacie minut). Oczywicie komputer wyrcza uytkownika take z obowizku przeliczania spadk�w napi za pomoc wzor�w, co bardzo uatwio prac. Moemy stwierdzi, e pomiary za pomoc interfejsu IEC-625 staj si bardzo proste, szybkie i precyzyjne, przynajmniej na tyle na ile precyzyjne moe by rczne stabilizowanie napicia i pomiary wstpne take wykonywane manualnie z wikszym prawdopodobiestwem wystpienia duego bdu ni w przypadku pomiar�w automatycznych za pomoc mikroprocesor�w, kt�re s o wiele bardziej precyzyjne i szybsze ni niedoskonale ciao czowieka.

Miernictwo- Zastosowanie interfejsu pomiarowego IEC-625, Rok II AiR grupa III_