Sprawozdanie z laboratorium elektroniki
|
Temat ćwiczenia: Pomiary podstawowych wielkości elektrycznych z wykorzystaniem stanowiska laboratoryjnego Circuits Evaluator, IDL - 600 ANALOG LAB.
|
Sprawozdanie wykonał: Daroń Krzysztof Rok: 1 WI Grupa:IZ-11/2
|
Data:................ Ocena:........... Podpis:.................
|
1. Zakres teoretyczny
Wielkością opisującą prąd elektryczny jest natężenie prądu elektrycznego czyli stosunek ładunku przepływającego przez przekrój przewodnika do czasu:
Prąd stały występuje w przypadku, gdy natężenie prądu jest stałe (I = const)
Prądem przemiennym nazywamy prąd okresowo zmienny, którego wartość i kierunek jest powtarzalną funkcją zależną od czasu (okresu). Odwrotność okresu nazywamy częstotliwością prądu:
Metody pomiarów:
a) Pomiar bezpośredni - wartość wielkości mierzonej jest odczytywana bezpośrednio z miernika, np. pomiar napięcia woltomierzem
b) Pomiar pośredni - szukaną wielkość należy obliczyć poprzez zmierzenie wielkości od których ta jest zależna oraz obliczenie jej wartości, np. pomiar rezystancji za pomocą wolto- i amperomierza.
2. Spis przyrządów
Stanowisko laboratoryjne IDL-600 nr 019760
Multimetr cyfrowy DM-830D nr DF:0841010
Zasilacz sieciowy DE-60-24
3. Schematy układów pomiarowych
Schemat ogólny:
IDL - 600 ANALOG LAB
Uniwersalny przyrząd cyfrowy
Schemat do ćwiczenia nr 4
+ 15 V + 15 V
mA
1 kΩ
Uwe 1 kΩ Uwe VC 100 kΩ
1 kΩ 100 kΩ
1 kΩ
4. Program ćwiczenia
1. Uruchomienie stanowiska laboratoryjnego
2. Zmierzenie wartości napięć stałych stanowiska laboratoryjnego IDL-600 przy pomocy multimetru oraz miernika analogowego.
3. Zmierzenie wartości maksymalnych napięć prądu przemiennego na stanowisku laboratoryjnym dla trzech przebiegów: sinusoidalnego, trójkątnego oraz prostokątnego przy częstotliwości 50Hz a następnie ustalenie doświadczalnie przy jakiej częstotliwości wynik zmaleje o 1V
4. Zmierzenie natężenia prądu stałego na obwodzie zbudowanym na podstawie schematu do ćwiczenia 4 dla skrajnych położeń potencjometrów metodą pośrednią. (metoda bezpośrednia nie była możliwa)
5. Zmierzenie za pomocą omomierza multimetrowego rezystancji na przełącznikach SPDT ,SP3T ROTATE, SWITCH.
5. Tabele z wynikami pomiarów
Tabela 1. Wyniki pomiarów napięć zasilaczy.
Zasilacz |
+ 5 V górny |
0÷ +15 V |
0÷ - 15 V |
- 5 V |
+5 V dolny |
||
|
|
0 V |
+15 V |
0 V |
-15 V |
|
|
VC [V] |
5,13 |
-0,08 |
16,31 |
0,03 |
-15,36 |
-5,01 |
5,12 |
VA [V] |
5 |
0 |
16,10 |
0 |
15,25 |
5 |
5 |
Tabela 2. Pomiary napięć przemiennych
Wartość Kształt |
UGmax |
UGmax-0,1 |
|
f = 50 Hz |
f = ? |
Sinusoida |
0,26 |
6 kHz |
Trójkąt |
1,4 |
8 Hz |
Prostokąt |
3,95 |
3 Hz |
Tabela 3. Pomiar natężenia prądu stałego.
Wartość Potencjometr |
I bezpośr. [mA] |
UC [V] |
I = Uc/R [mA] |
|
1 kΩ |
R min |
- |
7,61 |
6,34 10-03 |
|
R max |
- |
16,62 |
1,39 10-02 |
100 kΩ |
R min |
- |
-11,82 |
-9,85 10-03 |
|
R max |
- |
-0,18 |
-1,50 10-04 |
Tabela 4. Rezystancje zwarcia i rozwarcia przełączników.
przełącznik |
SPDT |
SP3T |
ROTATE SWITCH |
||||||||||||||||
rezystancja |
L |
P |
|
L |
P |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Rzwarcia [Ω] |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
Rrozwarcia [Ω] |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
> 2MΩ |
6. Wyniki obliczeń:
Obliczenie natężenia prądu stałego dotyczące ćwiczenia 4
U [V] |
R [OHM] |
I=U/R [mA] |
7,61 |
1200 |
6,34E-03 |
16,62 |
1200 |
1,39E-02 |
-11,82 |
1200 |
-9,85E-03 |
-0,18 |
1200 |
-1,50E-04 |
7. Poprawność metody pomiarowej oraz oszacowanie dokładności
pomiarów
Aby obliczyć standardową niepewność pomiarową wystarczy posłużyć się wzorem na odchylenie standardowe średniej:
Do podstawowych parametrów multimetrów cyfrowych mających wpływ na ich dokładność można zaliczyć: klasę miernika, rozdzielczość i liczbę cyfr znaczących.
Rozdzielczość jest to najmniejsza zmiana wartości rzeczywistej powodująca zmianę wartości wyświetlanej na mierniku.
Klasa miernika pomaga określić błąd niepewności standardowej, który można obliczyć ze wzoru:
Dla prostych przyrządów (tj. linijka, śruba mikrometryczna czy termometr) jako
można przyjąć działkę elementarną przyrządu. W elektronicznych przyrządach cyfrowych niepewność maksymalna podawana jest przez producenta w instrukcji obsługi i jest zwykle kilkakrotnie większa od działki elementarnej.
Niestety w przypadku multimetru nie znaliśmy klasy przyrządu (a dane mierzone były tylko jednokrotnie) przez co nie mogliśmy oszacować dokładności pomiarów.
8. Wnioski
Przeprowadzenie powyższych pomiarów przebiegło bez większych komplikacji i nie odbiegają one znacząco od normy, a ewentualne błędy pomiarowe mogą wynikać z niedokładności przyrządów (zarówno przyrządów mierniczych jak i generujących napięcie)
STANOWISKO LABORATORYJNE
000