Katedra Metrologii Elektronicznej i Fotonicznej

LABORATORIUM MIERNICTWA ELEKTRONICZNEGO

Temat ćwiczenia: Pomiary prądu stałego przyrządami analogowymi i cyfrowymi

Pomiary wykonali:  1. 

Grupa laboratoryjna:                                     Termin zajęć: 23.04.2014

2. 

                                                                       Data: 30.04.2014

3. 

Prowadzący:  

Zaliczenie: 

…....................................

..

1. Pomiar bezpośredni prądu

1.1 Spis i charakterystyka przyrządów:

–

zasilacz laboratoryjny DF1730SB3A

–

opornik dekadowy DR4b-16

–

amperomierz analogowy, klasa 0.5

–

multimetr cyfrowy DM-441B

1.2 Bezpośrednie pomiary prądu w obwodach o różnej rezystancji: 

(Rys.1)

Tabela pomiarowa dla amperomierza analogowego, klasa 

0.5

, rezystancja wewnętrzna R

A 

= 0 Ω

№

α

[dz]

α

max

[dz]

I

Azakr

[mA]

I

A

[mA]

R

o

[Ω]

ΔI

A

[mA]

δI

A

[%]

I

A  

± ΔI

A

[mA]

1

20

30

300

200

10

1,5 

0,75 

200 ± 1,5

2

21

30

30

21

100

0,015 

0,71 

21 ± 0,015

3

8,5

30

7,5

2,135 

1k

0,0375 

1,76 

2,135 ± 0,0375

4

2,25

30

3

0,225 

10k

0,015 

6,7 

0,225 ± 0,015

Tabela pomiarowa dla amperomierza cyfrowego (multimetr), spadek napięcia U

A 

= 3

V

№

I

A

[mA]

I

Azakr

[mA]

R

a

[Ω]

R

o

[Ω]

Δ

r

[µA]

ΔI

A

[mA]

δI

A

[%]

I

A  

± ΔI

A

[mA]

1

167,05 

200

1,5 

10

10

0,85 

0,5 

167,05 ± 0,85

2

20,44 

200

1,5 

100

10

0,12 

0,55 

20,44 ± 0,12

3

20,71 

20

15

1k

1

0,1 

0,5 

20,71 ± 0,1

4

0,2064 

2

150

10k

0,1

0,001 

0,55 

0,21 ± 0,001

 O

PIS

 

OZNACZEŃ

:

 U

ŻYTE

 

WZORY

:

α

–

 wychylenie wskazówki

α

max

–

 maksymalna liczba działek na wybranej skali

I

Azakr

–

 zakres amperomierza

I

A

–

 prąd wskazywany przez amperomierz

ΔI

A

–

 bezwzględna niepewność wskazania

δI

A

–

 względna niepewność wskazania

R

o

–

 wartość rezystancji obwodu

R

a

–

 rezystancja wewnętrzna amperomierza

Δ

r

–

 rozdzielczość

Rys. 1. Połączeniowy schemat pomiarowy 

– bezpośredni pomiar prądu

      

 

 kl – klasa przyrządu

Nie wszystkie przedziały, w których mieści się mierzony miernikami cyfrowymi i analogowymi prąd, zgadzają
się   ze   sobą.   Najprawdopodobniej     przyczyną   tego   jest   nieumiejętne   odczytanie   i   spisanie   wskazywanych
wartości  oraz  zakresów  pomiaru  z  przyrządzeń  laboratoryjnych.  W celu  zapobiegnięcia  takowych  sytuacji
zalecane jest lepsze zapoznanie się z instrukcją do doświadczenia, nabycie większej wiedzy o obsługiwanym
sprzęcie oraz wstępne zapoznanie się z jego działaniem.

2. Pomiar pośredni prądu

2.1 Spis i charakterystyka przyrządów:

–

zasilacz laboratoryjny DF1730SB3A

–

rezystor wzorcowy 10Ω

–

opornik dekadowy DR4b-16

–

multimetr cyfrowy DM-441B

2.2 Bezpośrednie pomiary prądu w obwodach o różnej rezystancji: 

(Rys.2)

Tabela pomiarowa dla pośredniego pomiaru prądu przy E = 2V oraz R

N

 = 10Ω, klasa 0.5

№

U

V

[V]

ΔU

V

[mV]

δU

V

[%]

I

Vzakr

[V]

I

A

[mA]

ΔI

A

[mA]

δI

A

[%]

R

o

[Ω]

I

A  

± ΔI

A

[A]

1

0,9978 

5

0,005 

2

0,09978 

5*10

-6

0,015 

10

0,09978 ± 5*10

-6

2

0,1884 

0,6

0,003 

2

0,01884 

6*10

-7

0,013 

100

0,01884 ± 6*10

-7

3

20,55 

0,06

0,003 

200

mV

0,002 

3*10

-8

0,013 

1k

0,002 ± 3*10

-8

4

1,95 

0,04

0,021 

200

mV

0,0002 

4*10

-8

0,031 

10k

0,0002 ± 4*10

-8

 

 O

PIS

 

OZNACZEŃ

:

δU

V

–

 względna niepewność wskazania woltomierza

U

V

– wskazanie woltomierza

ΔU

V

– bezwzględna niepewność wskazania woltomierza R

N 

– rezystancja wzorca

3. Pomiar prądu płynącego w wybranej 
    gałęzi obwodu elektrycznego

3.1 Spis i charakterystyka przyrządów:

–

zasilacz laboratoryjny DF1730SB3A

–

multimetr cyfrowy DM-441B

–

sieć rezystorowa

3.2 Pomiary w wybranych gałęziach układu: 

(Rys.3)

Numer

gałęzi

I

A

[mA]

I

Azakr

[mA]

Δ

r

[µA]

ΔI

A

[mA]

I

A  

± ΔI

A

[mA]

I

1

 

2,2990 

20

1

0,16 

2,299 ± 0,16

I

2

 

0,7429 

2

0,1

0,004 

0,7429 ± 0,004

I

3

 

1,5092 

2

0,1

0,08 

1,5092 ± 0,08

I

4

 

0,3396 

2

0,1

0,002 

0,3396 ± 0,002

I

5

 

1,3320 

2

0,1

0,007 

1,332 ± 0,007

I

6

 

1,0368 

2

0,1

0,005 

1,0368 ± 0,005

4. Uwagi

Niektóre wartości odczytywane z przyrządów pomiarowych i spisywane w punktach  1  i  2  wyznaczane były poprzez obliczenie
średniej  arytmetycznej  z  dwóch wartości  wskazywanych  w  czasie  t

1

  i  t

2  

(odstęp między nimi  nie przekraczał  3s). W trakcie

eksperymentu wielokrotnie spotykano się z  problemem niewielkiego przesuwania się przewodów (grubiej zaznaczone linie na Rys1.
oraz Rys2.) spowodowanym drganiami pulpitu, na którym ustawiony był osprzęt, lub nieopatrznym trąceniem ręką przez laboranta.
Efektem tego były niestabilne wskazywania przyrządu, których wartości normalizowały się jednak zbyt długo by można było czekać
na zakończenie tego procesu (ze względu na ograniczenia czasowe). Opisywany błąd jest więc już zawarty w podanych wartościach.

Rys. 2. Połączeniowy schemat pomiarowy
– pośredni pomiar prądu

Rys. 3. Schemat sieci rezystorowej