Politechnika Śląska Studia: inżynierskie

Wydział Elektryczny Rok akademicki :2003/2004

Laboratorium Metrologii Semestr III

SPRAWOZDANIE

Pomiar napięć i prądów stałych

Wykonali :

Dariusz Wielomek Data wykonania : 08.10.2003

Grzegorz Smoliło Grupa I E i T

Michał Salamon Sekcja I

I. CEL ĆWICZENIA

Celem niniejszego ćwiczenia było zapoznanie się z przyrządami służącymi do pomiaru napięcia i prądu w obwodach z wymuszeniami stałymi, poznanie zasad poprawnego doboru woltomierzy i amperomierzy do badanego układu. Poznanie ich parametrów charakterystycznych w zależności od zakresu i wymaganej dokładności pomiaru .

II. UKŁAD POMIAROWY

I_x

U

R_o

III. WYKAZ ELEMENTÓW

Do wykonania niniejszego ćwiczenia niezbędne nam były następujące elementy :

• Magnetoelektryczny miliamperomierz analogowy Ц4353 B4.1

• Woltomierz cyfrowy V 543

• Magnetoelektryczny miliamperomierz analogowy PRL T124

• Rezystor dekadowy

• Źródło zasilania

IV . TABELE WYNIKÓW POMIARÓW

Tabela pomiarowa (1) ,w której podane wartości napięcia zostały wykonane woltomierzem cyfrowym V 543, dla zakresu pomiarowego 100 [ V ], a wartości prądu zostały zmierzone miliamperomierzem analogowym PRL T124, dla zakresu pomiarowego 30 [ mA ].

Uz	α	Ix	Ro	Ra	Ipop	±ΔIx	δIx
[ V ]	działki	[mA]	[ Ω ]	[ Ω ]	[ mA ]	[mA]	[%]
29,12	10	4	7211	0,77	4,04	0,04	0,94
29,12	20	8	3747	0,77	7,77	0,23	2,96
29,13	30	12	2526	0,77	11,53	0,47	4,09
29,13	40	16	1891	0,77	15,40	0,60	3,91
29,13	50	20	1511	0,77	19,27	0,73	3,79
29,13	60	24	1265	0,77	23,01	0,99	4,29
29,13	70	28	1081	0,77	26,93	1,07	3,98
29,12	75	30	1014	0,77	28,71	1,29	4,51

Tabela 1

Tabela pomiarowa (2) , w której podane wartości napięcia zostały wykonane woltomierzem cyfrowym V 543, dla zakresu 100 [ V ] , pomiary prądu stałego zostały wykonane miliamperomierzem analogowym PRL T124, dla zakresu pomiarowego 3 [mA ] .

Uz	α	Ix	Ro	Ra	Ipop	±ΔIx	δIx
[V ]	działki	[mA]	[Ω]	[Ω]	[ mA ]	[mA]	[%]
3,12	12,5	0,5	9402	7,67	0,33	0,17	50,80
3,12	25	1	4800	7,67	0,65	0,35	54,09
3,12	37,5	1,5	3220	7,67	0,97	0,53	55,18
3,12	50	2	2410	7,67	1,29	0,71	54,98
3,13	62,5	2,5	1934	7,67	1,61	0,89	55,09
3,13	75	3	1610,7	7,67	1,93	1,07	55,12

Tabela 2

Tabela pomiarowa (3) ,w której podane wartości napięcia zostały odczytane z woltomierza V 543 , dla zakresu pomiarowego 100 [ V ], natomiast wartości prądu zostały odczytane z miliamperomierza Ц4353 B4.1, dla zakresu pomiarowego 15 [ mA ].

Uz	α	Ix	Ro	Ra	Ipop	±ΔIx	δIx
[V]	działki	[mA]	[Ω]	[Ω]	[ mA ]	[mA]	[%]
10,03	5	2,5	4181	30	2,38	0,12	4,96
10,02	10	5	1947	30	5,07	0,07	1,35
10,01	15	7,5	1297	30	7,54	0,04	0,57
10,01	20	10	971	30	10,00	0,00	0,00
10,01	25	12,5	760	30	12,67	0,17	1,35
10,01	30	15	621	30	15,38	0,38	2,45

Tabela 3

5. CHARAKTERYSTYKI

Charakterystyki obrazujące zależność procentowego błędu od prądu mierzonego

Wykres 1

Wykres 2

Wykres 3

VI. WNIOSKI I UWAGI KOŃCOWE

Celem niniejszego ćwiczenia było zapoznanie się z zasadami poprawnego doboru woltomierzy i amperomierzy w układach z wymuszeniami stałoprądowymi .

Do obliczenia `poprawnego' prądu posłużyliśmy się następującym wzorem:

Procentowy błąd mierzonego prądu wyznaczyliśmy z następującej zależności :

Z dokonanych przez nas pomiarów oraz wykreślonych charakterystyk wynika ,że amperomierz PRL T124 ,( którym to mierzyliśmy prąd jako pierwszym ) wykazał znacznie większą dokładność pomiarów dla większego prądu (i odpowiednio większego zakresu pomiarowego) ,niż miało to miejsce w przypadku gdy mierzony prąd był znacznie mniejszy.

Drugi z amperomierzy wykazał się znaczną dokładnością dla pewnego ograniczonego zakresu wartości prądu (amperomierz dla wartości prądu poprawnego równego 10 [mA] zmierzył wartość identyczną ). W miarę obniżania lub zwiększania wartości prądu (bez zmiany zakresu pomiarowego) procentowa wartość błędu wzrastała (znacznie szybciej dla zmniejszania wartości prądu ).

Należy również pamiętać ,że błąd odczytanej wartości z miernika analogowego(wskazówkowego) zależy od kąta patrzenia na wskazówkę wychyłową przyrządu ,więc . Aby odczytać prawidłową wartość z przyrządu wychyłowego, należy patrzeć na wskazówkę, tak aby jej cień pokrywał się z nią samą. Błędny odczyt spowodowany złym kątem obserwacji nazywamy błędem paralaksy. Należy więc zaznaczyć , że w dużym stopniu dokładność odczytanych wartości napięcia czy też prądu zależy od subiektywnej oceny osoby dokonującej odczytu danej wartości .

Jak łatwo można zauważyć miliamperomierz analogowy PRL T124 wykazał się najmniejszym błędem wnoszonym do pomiaru prądów, dla zakresu pomiarowego 30 [mA] , wynika to jednoznacznie z charakterystyki obrazujące zależność procentowego błędu od prądu mierzonego (wykres 1) ,na którym to słupki błędów są nieznaczne.

Natomiast po zmniejszeniu zakresu do 3 [mA] miernik ten wprowadza duże błędy. Więc miliamperomierz ten opłaca się stosować jedynie do pomiaru prądów dla dużych zakresów pomiarowych .

V

mA