I. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie z układami mierników o ustroju magnetoelektrycznym.

II. Program ćwiczenia.

1. Sprawdzenie miliwoltomierza ME

Schemat pomiarowy:

1.1 Badanie błędu podstawowego:

	dz	10	20	30	40	50	60	70	75
Ux	mV	8	16	24	32	40	48	56	60
przy wzrastającym napięciu
UW >	mV	8,3	16,5	24,7	32,8	41,1	49,3	57,3	61,5
∆	mV	-0,3	-0,5	-0,7	-0,8	-1,1	-1,3	-1,3	-1,5
γ	%	-0,5	-0,83333	-1,16667	-1,33333	-1,83333	-2,16667	-2,16667	-2,5
przy malejącym napięciu
UW <	mV	8,2	16,3	24,5	32,6	40,8	49,1	57,2	61,5
∆	mV	-0,2	-0,3	-0,5	-0,6	-0,8	-1,1	-1,2	-1,5
γ	%	-0,33333	-0,5	-0,83333	-1	-1,33333	-1,83333	-2	-2,5

Przykładowe obliczenia:

= Ux - Uw = 8 - 8,3 = -0,3 mV

γ  / Umax * 100% = -0,3 / 60 * 100% = -0,5%
Błąd dopuszczalny wynikający z klasy użytego przyrządu wynosi:

dop = kl*Uzn/100% = 0.5*60/100% = 0.3 mV

1.2 Badanie błędu dodatkowego:

	dz	10	40	70
Ux	mV	8	32	56
przy wzrastającym napięciu
Uw	mV	8,3	32,8	57,3
∆	mV	-0,3	-0,8	-1,3
∆Σ	mV	-0,9	-1,9	-2,6
Uw	mV	8,9	33,9	58,6
∆d	mV	-0,6	-1,1	-1,3
γd	%	-1	-1,83333	-2,16667
przy malejącym napięciu
Uw	mV	8,2	32,6	57,2
∆	mV	-0,2	-0,6	-1,2
∆Σ	mV	-0,6	-1,6	-2,6
Uw	mV	8,6	33,6	58,6
∆d	mV	-0,4	-1	-1,4
γd	%	-0,66667	-1,66667	-2,33333

Przykładowe obliczenia:

∆Σ = Ux - Uw = 8 - 8,3 = -0,3 mV

∆d= ∆Σ - ∆ = -0,6 -(-0,2) = -0,4 mV

γd = ∆d/ Umax * 100% = -0,6/60 * 100% = -1%

2. Realizacja i sprawdzenie miliamperomierza ME

Schemat pomiarowy:

Ix	Iw
mA	mA
7,5	7,59
Ix	∆I
mA	mA
7,5	-0,09
7	-0,084
6	-0,072
5	-0,06
4	-0,048
3	-0,036
2	-0,024
1	-0,012

Przykładowe obliczenia:

Dla miliwoltomierz mamy kl = 0.5, dla użytego bocznika mamy kl = 0.2.

Błąd wynikający z klasy przyrządu ( uwzględniając błąd użytego bocznika ) wynosi:

dop = klw*zn/100 = ( 0.5+0.2)*75/100 = 0.525

Z podanych wyników łatwo obliczyć błąd znamionowy Izn = Ix - Iw = 7,5 -7,59 = -0,09

Analizując błędy dla pozostałych punktów podziałki, korzystając z metody wykreślnej przyjmuję bardziej niekorzystny wykres błędów ( przy zmniejszaniu napięcia ) i stąd dostajemy następujące wyniki

3. Sprawdzanie woltomierza ME

Schemat pomiarowy:

2.1 Badanie błędu podstawowego:

	dz	10	20	30	40	50	60	70	75
Ux	V	0,4	0,8	1,2	1,6	2	2,4	2,8	3
przy wzrastającym napięciu
Uw	V	0,39	0,81	1,2	1,59	1,99	2,4	2,79	2,98
∆	V	0,01	-0,01	0	0,01	0,01	0	0,01	0,02
γ	%	0,333333	-0,33333	0	0,333333	0,333333	0	0,333333	0,666667
przy malejącym napięciu
Uw	V	0,39	0,79	1,19	1,59	1,98	2,39	2,78	2,98
∆	V	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02	0,01	0,02	0,02
γ	%	0,333333	0,333333	0,333333	0,333333	0,666667	0,333333	0,666667	0,666667

Przykładowe obliczenia:

= Ux - Uw = 0,4 - 0,39 = 0,1 V

γ  / Umax * 100% = 0,01/3 * 100% = 0,3333%

4. Zmiana zakresu i sprawdzenie woltomierza z rozszerzonym zakresem

Schemat pomiarowy:

Z wzoru Rd = Rp *(m-1) = 1500*(1,17-1) = 255,
gdzie Rp - rezystancja woltomierza na zakresie 3V, m = 3,5V/3V = 1,17

Tabela pomiarowa:

Ux	Uw
3,49	3

5. Wnioski.

Analizując sposób prowadzenia pomiarów należy stwierdzić, że:

a) W żadnym z analizowaanych układów pomiarowych nie były spełnione warunki klasy badanego urządzenia tzn γ  ,, mimo iż w przypadku układów do pomiaru większych wartości błąd względny był wielokrotnie mniejszy to i tak przekraczał dopuszczalną klase miernika.

b) W przypadku układów do pomiaru małych wartości można zauważyć dość wyraźną rużnicę miedzy wynikami uzyskanymi przy pomiaże dokonanym po zwiększeniu napięca zasilacza a pomiaże uzyskanm po zmniejszaniu napięcia.

c) W punkcie 1.2 udowodniliśmy jak prawidlo we ułożenie przyrządu wpływa na dokładność uzyskanych pomiarów. Udowodniliśmy że bład dodatkowy może być nawet kilku krotnie większy od błedu podstawowego w warunkach niewiele odbiegających od normy (pochylenie 15%)

d) Jednak nie dokładność przyrządów nie jest jedyną przyczyną powstawania błędów przy pomiarach za pomocą Mierników Magnetoelektrycznych znaczenie ma sposób patrzenia na podziałkę miernika przy użyciu lupy tj. widać różne ustawienia wskazówki w zależności od tego czy patrzymy dwoma oczyma ( widać dwa obrazy odbicia wskazówki od lusterka gdyż są dwa różnie położone punkty obserwacji ), czy dokonujemy obserwacji jednym okiem ( drugie zasłonięte ) i co ważne zawsze tym samym okiem w czasie jednej serii pomiarów co daje możliwość popełnienia błędów w zasadzie wystarczających aby określić dlaczego według wyników miernik nie spełnia wymagań klasy, gdyż analizując wyniki, widać, że nawet błąd odczytu o (0.5 do 1)dz daje niedoświadczonemu eksperymentatorowi podstawę do uznania, że miernik nie " mieści się w klasie co nie musi być prawdą. Dlatego nie podejmuje się zakwalifikować badanego miernika do kl=3, jak wynika z obliczeń..

Wykres błędu (poprawek)

-1,6

-1,4

-1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

8

16

24

32

40

48

56

60

Ux mV

Rosnący

Malejący

Wykres błedu (porawek)

-0,015

-0,01

-0,005

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

Ux

V

0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

2,8

Rosnący

Malejący