POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ ELEKTRONIKI	TEMAT : Kompensacyjna metoda pomiaru napięcia.
Paweł Krukowski Grzegorz Krupa Elektronika i Telekomunikacja	DATA: 8.IV.99 OCENA:

Parametry źródła:

Ew = R * 10mA

1. Wyregulowanie prądu nominalnego.

W celu wyznaczenia prądu wyjściowego źródła napięcia wzorcowego korzystamy z prawa Ohma.

E_w = 101,87 Ω * I => I = 10 mA

2. Pomiar stabilności źródła prądowego przy zmianie rezystancji obciążenia prądowego R i określenie jej wpływu na dokładność E_w.

klasa	R [Ω]	Ew [V]	ΔR [Ω]
0,05	1000	1,0191	0,5
0,05	200	1,0191	0,1
0,05	100	1,0191	0,05
0,05	20	1,0191	0,01
0,05	10	1,0191	0,005
0,1	2	1,0191	0,002
0,1	1	1,0191	0,001

3. Pomiar napięcia stałego metodą kompensacyjną.

1. Pomiar Ex - źródło napięciowe z regulacją dekadową i komparatorem analogowym

R₁ = 683,8 Ω E_x1 = 683,8 Ω * 10 mA = 6,838 V

Δ R₁ = 680 Ω * 0,05 % + 3 Ω * 0,1 % + 0,8 Ω * 0,5 % = 0,35 Ω

δ R₁ = 0,052 %

R₁ = 683,80 Ω ± 0,35 Ω

R₂ = 970,5 Ω E_x2 = 970,5 Ω * 10 mA = 9,705 V

Δ R₂ = 970 Ω * 0,05 % + 0,5 Ω * 0,5 % = 0,5 Ω

δ R₂ = 0,052 %

R₂ = 970,5 Ω ± 0,5 Ω

E_x = R_x * I

Gdzie I to prąd wyjściowy wyznaczany w pkt. 1

2. źródło napięciowe z regulacji dekadową i komparatorem dwustanowym

R₁ = 961,1 Ω E_x1 = 961,1 Ω * 10 mA = 9,611 V

Δ R₁ = 960 Ω * 0,05 % + 1 Ω * 0,1 % + 0,1 Ω * 0,5 % = 0,5 Ω

δ R₁ = 0,053 %

R₁ = 961,1 Ω ± 0,5 Ω

R₂ = 557,5 Ω E_x2 = 557,5 Ω * 10 mA = 5,575 V

Δ R₂ = 550 Ω * 0,05 % + 7 Ω * 0,1 % + 0,5 Ω * 0,5 % = 0,3 Ω

δ R₂ = 0,054 %

R₂ = 557,5 Ω ± 0,3 Ω

E_x = R_x * I

4. Automatyczna regulacja wzorca w następujących układach pomiarowych :

1. źródło napięciowe z regulacją binarną i komparator dwustanowy.

• dla n = 8, 7, 3, 1, 0

E_w = 0,01 * ( 256 + 128 + 8 + 2 + 1 ) = 3,95 V

ΔE_w = ± 0,2 % * 3,95 V ± 10 mV = ± 8 mV ± 10 mV = ± 18 mV

δE_w = 0,5 %

E_w = 3,950 V ± 0,018 V

• dla n = 8, 2, 0

E_w = 0,01 * ( 256 + 4 + 1 ) = 2,61 V

ΔE_w = ± 0,2 % * 2,61 V ± 10 mV = ± 5,3 mV ± 10 mV = ± 16 mV

δE_w = 0,62 %

E_w = 2,610 V ± 0,016 V

2. źródło napięciowe z regulacją binarną i komparator analogowy

• dla n = 8, 7, 4, 1

E_w = 0,01 * ( 256 + 128 + 16 + 2 ) = 4,02 V

ΔE_w = ± 0,2 % * 4,02 V ± 10 mV = ± 8 mV ± 10 mV = ± 18 mV

δE_w = 0,5 %

E_w = 4,020 V ± 0,018 V

• dla n = 9, 8, 7, 6, 5, 3, 1, 0

E_w = 0,01 * ( 512 + 256 + 128 + 64 + 32 + 8 + 2 + 1) = 10,03 V

ΔE_w = ± 0,2 % * 10,03 V ± 10 mV = ± 20 mV ± 10 mV = ± 30 mV

δE_w = 0,3 %

E_w = 10,03 V ± 0,03 V

5. Wpływ rezystancji wewnętrznej obiektu pomiarowego na błąd czułości układu przy zastosowaniu:

1. komparatora analogowego i źródła regulowanego dekadowo

Ropornicy [Ω]	Rźródła [Ω]	ΔRopornicy [Ω]	Δ Rźródła [Ω]
10000	90,3	5	0,047
2000	90,5	1	0,048
1000	90,5	0,5	0,048
200	90,5	0,1	0,048
100	90,5	0,05	0,048

2. komparatora dwustanowego i źródła regulowanego dekadowo

Ropornicy [Ω]	Rźródła [Ω]	ΔRopornicy [Ω]	Δ Rźródła [Ω]
10000	89,900	5	0,054
2000	89,900	1	0,054
1000,0	89,900	0,5	0,054
200,0	89,900	0,1	0,054
100,00	89,900	0,05	0,054

Przykładowe obliczenia dla pkt. 5.

Δ R_źródła = 80 Ω * 0,05 % + 9 Ω * 0,1 % + 0,9 Ω * 0,5 % = 0,054 Ω

R_źródła = 89,900 Ω ± 0,054 Ω

6. Wnioski.

Na dokładność pomiaru metodą kompensacyjną wpływają przede wszystkim dokładność, rozdzielczość i stałość wzorcowych elementów zastosowanych w układzie.
Wyznaczone przez nas (w pkc.1) napięcie wzorca E_w = 1,0191 V, ma bardzo bliską wartość do wartości ogniwa normalnego (wzorca napięcia) Westona E_n = 1,018646 w temp 20^oC. Przybliżając napięcie dla naszego wzorca do wzorca Westona popełniamy tylko 0,045% błędu.

Obserwując pomiary z pkt.2 wywnioskować możemy, iż stabilność źródła nie zależy od rezystancji obciążenia prądowego.

W komparatorze dwustanowym napięcia typu nie jest możliwe dokładne ustawienie zrównoważenia, ponieważ nie ma diody położenia środka, są tylko dwie diody (lewa i prawa).

Z przeprowadzonej przez nas analizy błędów wynika, iż pomiary nie były obciążone dużymi błędami, co wskazuje na dość dobrą dokładność przeprowadzonych pomiarów.

---