10 - cw_10 - Politechnika Rzeszowska

Politechnika Rzeszowska
Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych
Grupa:
Laboratorium Metrologii I
Nr ćwicz.:
Pomiary Rezystancji cz. 2.
10
Zespół:
1. …………………………………………..
2. …………………………………………..
3. …………………………………………..
4. ……………………………………………
Data
Ocena
Oprac.: R.A. Tabisz
1. CEL ĆWICZENIA:
poznanie mostkowej metody pomiaru rezystancji, obsługi technicznych mostków
Wheastone’a i Thomsona, oraz czterozaciskowej metody pomiaru bardzo małych rezystancji.
2. ZAGADNIENIA :
a/. Mostkowe metody pomiaru rezystancji
b/. Przekształcenie mostka Wheastone’a w mostek Thomsona
c/. Różnice w konstrukcji mostków laboratoryjnych i technicznych
d/. Warunki równowagi dla mostków Wheastone’a i Thomsona.
e/. Pośrednia metoda pomiaru małych rezystancji – „metoda czterozaciskowa”
3. PROGRAM ĆWICZENIA:
a/. Zmierzyć wartość rezystancji wybranego rezystora dokładnym multimetrem cyfrowym
i przedstawić wynik pomiaru uwzględniając błąd maksymalny dopuszczalny deklarowany
przez producenta multimetru.
b/. Zmierzyć rezystancję tego samego rezystora technicznym mostkiem Wheastone’a i przedstawić
wynik pomiaru uwzględniając błąd maksymalny dopuszczalny deklarowany przez producenta
mostka.
c/. Porównać wyniki pomiaru rezystancji uzyskane za pomocą multimetru i mostka Wheastone’a.
d/. Zmierzyć mostkiem Thomsona bardzo małą rezystancję odcinka przewodu elektrycznego
i przedstawić wynik pomiaru uwzględniając błąd maksymalny dopuszczalny deklarowany przez
producenta mostka.
e/. Zmierzyć rezystancję tego samego odcinka przewodu elektrycznego metodą pośrednią
„czterozaciskową” i ustalić metodą „najgorszego przypadku”, zakres możliwych wartości
rezystancji mierzonej
f/. Porównać wyniki pomiaru rezystancji odcinka przewodu uzyskane za pomocą technicznego
mostka Thomsona i za pomocą metody pośredniej „czterozaciskowej” .
1
4. PRZEBIEG ĆWICZENIA
4.1. Dane identyfikacyjne oraz właściwości metrologiczne użytych przyrządów pomiarowych
Lp. Nazwa przyrządu
1
Typ
Producent
Nr. fabryczny Użyty zakres
pomiarowy
XN
Multimetr cyfrowy
RN =
2
3
- omomierz
Techniczny Mostek
Wheastone’a
…………. [Ω]
Współczynniki błędu
maksymalnego
dopuszczalnego: Δmax-d
a = …….. [%]
b = …….. [%]
c = ………
d = ……… [Ω]
RN =
kl = …….. [%]
…………. [Ω]
RN =
Techniczny Mostek
Thomsona
kl = …….. [%]
…………. [Ω]
4
Multimetr cyfrowy
UN =
5
- miliwoltomierz DC
Amperomierz
analogowy
…………. [mV]
a = …….. [%]
b = …….. [%]
c = ………
d = ……… [mV]
IN =
kl = …….. [%]
…………… [A]
4.2. Pomiar rezystancji wybranego rezystora dokładnym multimetrem (omomierzem)
a/. Wartość odczytana
Rodcz =
…………… [ Ω]
b/. Błąd maksymalny dopuszczalny deklarowany przez producenta multimetru:
∆ max − d = a ⋅
Rodcz
R
+ b ⋅ N = ………..... [Ω]
100
100
c/. Wynik pomiaru
lub
∆ max − d = a ⋅
Rodcz
+ c⋅d
100
= ………….. [Ω]
Rmul = Rodcz +/- I Δmax-d I = ……………. +/- …………….. [Ω]
4.3. Pomiar rezystancji tego samego rezystora technicznym mostkiem Wheastone’a
a/. Wartość odczytana
Rodcz =
…………… [ Ω]
b/. Błąd maksymalny dopuszczalny deklarowany przez producenta mostka:
∆ max − d = kl ⋅
RN
= ……………. [Ω]
100
c/. Wynik pomiaru
RmW = Rodcz +/- I Δmax-d I = ……………. =/- …………….. [Ω]
2
4.4. Porównanie wyników pomiarów rezystancji tego samego rezystora uzyskanych za pomocą
multimetru (omomierza) cyfrowego, oraz mostka technicznego Wheastone’a.
Nazwa przyrządu
Wartość odczytana
Rodcz
Błąd max. dopuszcz.
Wnioski
∆ max − d
Rodcz =
Multimer (omomierz)
……………………….[Ω]
Rodcz =
……………………… [Ω]
……………………….[Ω]
……………………… [Ω]
Mostek Wheastone’a
4.5. Pomiar małej rezystancji odcinka przewodu elektrycznego za pomocą technicznego mostka
Thomsona.
a/. Wartość odczytana
Rodcz =
…………… [ Ω]
b/. Błąd maksymalny dopuszczalny deklarowany przez producenta mostka:
∆ max − d = kl ⋅
RN
= ……………. [Ω]
100
c/. Wynik pomiaru
RmT = Rodcz +/- I Δmax-d I = ……………. =/- …………….. [mΩ]
4.5. Pomiar małej rezystancji tego samego odcinka przewodu elektrycznego za pomocą
metody pośredniej - „czterozaciskowej”
a/. Zestawić układ pomiarowy przedstawiony na rys.1.
Rys.1. Układ do pomiaru małych rezystancji metodą pośrednią „czterozaciskową”
b/. Ustawić na zasilaczu wartość ograniczenia prądu Iogr o wartości mniejszej od wartości wynikającej z
dopuszczalnej gęstości prądu dla mierzonego przewodu, oraz mieszczącej się blisko pełnego wychylenia
amperomierza analogowego na wybranym zakresie.
(np.: dla przewodów miedzianych dopuszczalna gęstość prądu wynosi: 2,5 A/mm2 )
3
c/. Odczytać wartości wskazane przez multimetr (miliwoltomierz) i amperomierz analogowy
Uodcz
= …………….[mV] ,
αodcz = ………… [dz] , Cα =
IN
α max
…………[A/dz],
I odcz = α odcz ⋅ Cα = ………….. [A]
i obliczyć błędy maksymalne dopuszczalne wynikając z deklaracji producentów obydwu przyrządów
- dla odczytanego wskazania multimetru (miliwoltomierza)
∆mul
max − d = a ⋅
U odcz
R
+ b ⋅ N = ………..... [mV]
100
100
∆mul
max − d = a ⋅
lub
U odcz
+ c⋅d
100
= ………….. [mV]
- dla odczytanego wskazania amperomierza analogowego
∆amp
max − d = kl ⋅
IN
= ……………. [A]
100
d/. Obliczyć wartość zmierzonej rezystancji R odcinka przewodu korzystając z prawa Ohma:
Robl =
U odcz [mV ]
= ................... [mΩ]
I odcz [ A]
e/ obliczyć granice przedziału możliwych wartości rezystancji mierzonego odcinka przewodu metodą
„najgorszego przypadku” :
dolna granica przedziału możliwych wartości rezystancji
górna granica przedziału możliwych wartości rezystancji
Rd =
Rg =
U odcz − ∆mul
max − d [ mV ]
I odcz + ∆amp
max − d [ A]
U odcz + ∆mul
max − d [ mV ]
I odcz − ∆amp
max − d [ A]
= ………………. [mΩ]
= ………………. [mΩ]
4.6. Porównanie wyników pomiarów małej rezystancji tego samego odcinka przewodu uzyskanych
za pomocą multimetru technicznego mostka Thomsona i metodą pośrednią „czterozaciskową” .
Nazwa przyrządu
Dolna granica
przedziału
Rd
Rd = Rodcz – Δmax-d
Dolna granica
przedziału
Rg
Rd = Rodcz + Δmax-d
……………… [mΩ]
Robl =
………………[mΩ]
………………[mΩ]
……………… [mΩ]
………………[m Ω]
………………[m Ω]
Wartość odczytana
lub obliczona
Rodcz =
Mostek Thomsona
Metoda
„czterozaciskowa”
4
Wnioski