Politechnika Wrocławska

Miernictwo Elektroniczne 2 – sprawozdanie z laboratorium

Temat: Pomiar prądu stałego przyrządami analogowymi i cyfrowymi

08.03.10r.

Michał Kaczara (181132)

Pn/TP 9:15; Grupa 5 Prowadzący: mgr inż. Maciej Kobuszewski

1. Wykaz przyrządów

- regulowany zasilacz
- amperomierz analogowy LM-3, kl. 0,5

- multimetr cyfrowy LG DM-441B

2. Pomiar prądu w obwodach  różnej rezystancji

a) Schemat pomiarowy:

b) Tabela wyników pomiarów – amperomierz analogowy:

c) Tabela wyników pomiarów – amperomierz cyfrowy:

3. Pomiar prądu w obwodach o takiej samej rezystancji

a) Schemat pomiarowy:

1

mA

R

a

R

o

E

I

R

o

R

a

E

I

mA

Wielkość

E

α

I

ΔI

δI

V

Ω

Ω

l. dz.

l. dz.

mA

mA

mA

%

mA

%

mA

W

yn

ik

i 

p

o

m

ia

ró

w

0,12

10

0,16

52

75

104,0

150

0,75

0,72

1,611

-1,549

0,54

50

0,16

52

75

104,0

150

0,75

0,72

0,326

-0,314

104 ± 0,32

1,05

100

0,16

52

75

104,0

150

0,75

0,72

0,163

-0,157

104 ± 0,16

11,70

500

0,77

61

75

24,4

30

0,15

0,61

0,038

-0,154

24,4

11,70

1000

0,77

28

75

11,2

30

0,15

1,34

0,009

-0,077

11,2

11,70

5000

1,54

12

75

2,4

15

0,08

3,13

0,001

-0,031

2,4

R

o

R

a

α

max

I

z

Δ

s

I

δ

s

I

I ± Δ

s

I

104 ± 1,6

Wielkość

E

I

ΔI

δI

V

Ω

Ω

mA

mA

mA

%

mA

%

mA

W

yn

ik

i 

p

o

m

ia

ró

w

0,12

10

1,5

105,72

200

0,55

0,52

13,790

-13,043

0,54

50

1,5

105,52

200

0,55

0,52

3,073

-2,913

1,05

100

1,5

104,07

200

0,54

0,52

1,538

-1,478

10,5

500

1,5

23,29

200

0,14

0,59

0,070

-0,299

23,29

11,7

1000

15

11,07

20

0,06

0,52

0,164

-1,478

11,7

5000

15

2,35

20

0,01

0,59

0,007

-0,299

2,35

R

o

R

a

I

z

Δ

s

I

δ

s

I

I ± Δ

s

I

105,72 ± 13,79

105,52 ± 3,07
104,07 ± 1,54

11,07 ± 0,16

b) Tabela wyników pomiarów – amperomierz analogowy:

c) Tabela wyników pomiarów – amperomierz cyfrowy:

4. Wzory i przykładowe obliczenia

a) amperomierz analogowy:

I =

I

z

⋅

α

α

max

=

150⋅15

75

=

104 [ mA]

b) amperomierz cyfrowy:

R

a

=

0,3

I

z

=

0,3

0,02

=

15 [ ]

c) wspólne:

2

δI =

ΔI

I

⋅

100=

0,75

104

⋅

100=0,72 [%]

R

a

=

23

I

z



0,004=

23

150



0,004≈0,16 [ ]

ΔI =

klasa⋅I

z

100

=

0,5⋅150

100

=

0,75 [ mA]

δ

s

I =−

R

a

R

a



R

o

⋅

100=−

0,16

0,1610

⋅

100≈−1,549 [%]

ΔI =0,5%⋅I1dgt=0,5%⋅105,721dgt≈0,55 [mA]

Δ

s

I =I

R

a

R

a



R

o

=

104

0,16

0,1610

=

1,6 [mA]

Wielkość

E

α

I

ΔI

δI

V

Ω

Ω

l. dz.

l. dz.

mA

mA

mA

%

mA

%

mA

W

yn

ik

i 

p

o

m

ia

ró

w

0,20

100

3,07

59

75

5,9

7,5

0,04

0,64

0,176

-2,979

5,9 ± 0,17

0,40

100

3,07

44

75

4,4

7,5

0,04

0,85

0,131

-2,979

4,4 ± 0,13

0,60

100

3,07

58

75

5,8

7,5

0,04

0,65

0,173

-2,979

5,8 ± 0,17

0,80

100

1,54

40

75

8,0

15

0,08

0,94

0,121

-1,514

8 ± 0,12

2,20

100

0,77

58

75

23,2

30

0,15

0,65

0,177

-0,765

23,2 ± 0,17

4,00

100

0,31

40

75

40,0

75

0,38

0,94

0,124

-0,310

40 ± 0,12

R

o

R

a

α

max

I

z

Δ

s

I

δ

s

I

I ± Δ

s

I

Wielkość

E

I

ΔI

δI

V

Ω

Ω

mA

mA

mA

%

mA

%

mA

W

yn

ik

i 

p

o

m

ia

ró

w

0,20

100

15

2,36

20

0,55

23,25

0,308

-13,043

0,40

100

15

3,8

20

0,55

14,41

0,496

-13,043

0,60

100

15

5,43

20

0,54

9,95

0,708

-13,043

0,80

100

15

7,8

20

0,14

1,75

1,017

-13,043

2,20

100

1,5

22,35

200

0,06

0,26

0,330

-1,478

4,00

100

1,5

39,85

200

0,01

0,03

0,589

-1,478

R

o

R

a

I

z

Δ

s

I

δ

s

I

I ± Δ

s

I

2,36 ± 0,31
3,80 ± 0,50
5,43 ± 0,71
7,80 ± 1,08

22,35 ± 0,33
39,85 ± 0,59

5. Oznaczenia zastosowane w tabelach i wzorach

6. Wnioski

Na podstawie wykonanych pomiarów i opracowanych wyników, można wywnioskować, 

że   wprowadzenie   przyrządu   pomiarowego   do   układu   badanego   powoduje   powstanie   błędu 
systematycznego(metody). Sytuacja taka nie miałaby miejsca jedynie dla idealnych mierników, 
posiadających zerową rezystancję wewnętrzną.

Analiza wyników pomiarów i wykonywanych obliczeń, pokazuje że błąd systematyczny

jest   ściśle   związany   z   rezystancją   wewnętrzną   amperomierza.   Jest   on   tym   mniejszy,   im 
mniejsza   jest   rezystancja   amperomierza,   w   stosunku   do   rezystancji   obwodu.   Na   przykład,  
w   przypadku   miernika   analogowego,   dla   R=50Ω,   błąd   metody   wyniósł   0,326mA,   a   przy 
R=500Ω, zmalał  prawie 10-krotnie – do 0,038mA.

Z   dwóch   mierników   –   analogowego   i   cyfrowego   -   mniejsze   błędy   do   pomiarów 

wprowadził pierwszy z nich. Przykładowo, dla R=100Ω wartość błędu metody, wyznaczona dla 
amperomierza   analogowego,   jest   ok.   9   razy   mniejsza,   niż   dla   cyfrowego.   Średnio,   błąd 
systematyczny występujący podczas pomiaru miernikiem cyfrowym jest ok. 6 razy większy.  

Przy   pomiarach   prądu   stałego,   należy   tak   dobrać   przyrząd,   aby   jego   rezystancja 

wewnętrzna   była   dużo   mniejsza   od   rezystancji   całkowitej   badanego   obwodu.  
Rezystancja   wewnętrzna   miernika   analogowego   jest   znacznie   mniejsza   od   rezystancji 
wewnętrznej   amperomierza   cyfrowego   i   bliższa   zeru(a   co   za   tym   idzie   także   stosunkowo 
mniejsza od rezystancji zastępczej). Z tego względu, do dokładnego badania wartości prądu 
stałego, bardziej nadają się właśnie przyrządy analogowe.

3

Symbol

Wielkość

E

   napięcie
   rezystancja obwodu
   rezystancja wewnętrzna amperomierza

α

   kąt wychylenia wskazówki amperomierza
   maksymalny dopuszczalny kąt wychylenia wskazówki amperomierza

I

ΔI

   względny błąd graniczny amperomierza

δI

   bezwzględny błąd graniczny amperomierza
   względny błąd systematyczny/metody
   bezwzględny błąd systematyczny/metody
   zakres
   wynik pomiaru prądu

R

o

R

a

α

max

   prąd zmierzony

Δ

s

I

δ

s

I

I

z

I ± Δ

s

I