Kalibracja przyrządów pomiarowych

Ćwiczenie nr 4
Temat: Kalibracja przyrządów pomiarowych.
1. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie metody sprawdzania dokładności cyfrowych przyrządów
pomiarowych wielkości elektrycznych.
2. Podstawy teoretyczne ćwiczenia
2.1 Pojęcia podstawowe
Kalibracja - jest to ogół czynności ustalających relację między wartościami wielkości
mierzonej wskazanymi przez przyrząd pomiarowy a odpowiednimi wartościami wielkości
fizycznych, realizowanymi przez wzorzec jednostki miary wraz z podaniem niepewności tego
pomiaru. Celem kalibracji jest poświadczenie, że badany przyrząd spełnia określone
wymagania metrologiczne. W najprostszym przypadku polega to na określeniu różnicy
pomiędzy wskazaniem przyrządu badanego a wskazaniem przyrządu wzorcowanego z
uwzględnieniem niepewności pomiaru dokonanego za pomocą przyrządu wzorcowego.
Kalibratory - Są to wzorce użytkowe, budowane jako elektroniczne sterowane źródła
napięcia i prądu stałego i przemiennego. Kalibrator jest urządzeniem, które ze źródła zasilania
pobiera energię elektryczną i w zmodyfikowanej formie dostarcza ją do obciążeń
podłączonych do wyjścia kalibratora. Wejście kalibratora jest podłączane do jednofazowej
sieci energetycznej (czasami do akumulatora napięcia stałego). Na wyjściu kalibratora jest
stabilizowana jedna lub więcej wielkości wyjściowych – najczęściej są to napięcie i/lub prąd
stały oraz napięcie i/lub prąd przemienny.
Uwierzytelnianie - Sprawdzenie, stwierdzenie i poświadczenie, że przyrząd
pomiarowy spełnia wymagania metrologiczne ustalone w przepisach, normach, zaleceniach
międzynarodowych lub innych właściwych dokumentach, a jego wskazania zostały
odniesione do państwowych wzorców jednostek miar i są z nimi zgodne w granicach
określonych błędów pomiaru.
2.2 Opracowanie wyników pomiarów
W wyniku przeprowadzonych pomiarów danej wielkości fizycznej otrzymuje się jej
wartość wyrażoną za pomocą liczby i jednostki tej wielkości. Dla pełnego
scharakteryzowania przeprowadzonego pomiaru należy wyznaczyć niepewność, jaką
obarczony jest wynik pomiaru. Wyznaczenie niepewności pomiarowej stanowi integralną
część doświadczenia pomiarowego.
Podczas wykonywania doświadczenia są odczytywane wskazania przyrządów,
wartości nastaw elementów regulacyjnych, a także są określane warunki, w jakich pomiar
jest przeprowadzany. Stanowią one tak zwane surowe wyniki pomiarów. Wyniki te powinny
być odpowiednio uporządkowane i zapisane w takiej formie, aby ich dalsze opracowanie było
możliwe przez osoby nie biorące udziału w eksperymencie.
Końcowe wyniki pomiarów powinny być wyznaczone i zapisane w takiej postaci, aby
możliwe było ich doświadczalne odtworzenie w granicach podanych niepewności.
Ocena niepewności wyniku pomiaru
Każdy wynik pomiaru, wskutek między innymi, błędów aparatury pomiarowej różni się
od wartości rzeczywistej. Różnice między wartością uzyskaną w wyniku pomiaru Wi , a
wartością rzeczywistą Wr nazywamy błędem bezwzględnym
∆ = Wi − Wr
(2.1)
Wi - wartość wskazana przez miernik,
Wr - wartość rzeczywista (odpowiadająca wartości Wr, wartość wielkości wskazanej lub
nastawianej na przyrządzie wzorcowym).
Błąd ten może mieć znak dodatni lub ujemny. Występuje jednak duża trudność w jego
wyznaczeniu, ze względu na to, że nieznana jest wartość rzeczywista mierzonej wielkości. W
praktyce, zamiast wartości rzeczywistej przyjmuje się wartość poprawną Wp (wartość
najbardziej prawdopodobną). W tym przypadku wyznacza się tak zwany błąd pozorny.
∆ ′ = Wi − W p .
Dla scharakteryzowania dokładności pomiarów wyznacza się błąd względny
Wi − W p
δ=
Wp
(2.2)
(2.3)
W praktyce bardzo często nie jest możliwe wyznaczenie błędu poprawnego i
wprowadzenie korekty do wyniku pomiaru. W takim przypadku szacuje się granice
przedziału w otoczeniu zmierzonej wartości, w którym będzie mieścić się wartość
rzeczywista mierzonej wielkości z określonym prawdopodobieństwem. Przedział ten
nazywany jest niepewnością bezwzględną i oznaczany przez u.
W wielu przypadkach wyznacza się niepewność względną
u% = ±
u
100
Wp
(2.4)
Niepewność charakteryzująca wynik pomiaru składa się z niepewności typu A, to jest
takiej, którą wyznacza się metodami statystycznymi i niepewności typu B, którą wyznacza się
za pomocą metod innych niż metody statystyczne.
Niepewność typu A wywołana efektami przypadkowymi jest zależna od liczby
przeprowadzonych pomiarów, natomiast niepewność typu B jest niezależna od liczby
pomiarów.
Przy opracowywaniu wyników pomiarów oblicza się niepewność typu A i niepewność
typu B, a następnie wyznacza się tak zwaną niepewność łączną uτ . Niepewność łączna jest
pierwiastkiem z sumy kwadratów niepewności A i B
uτ = u A2 + u B2
(2.5)
Niepewność całkowita uc charakterystyczna dla wyniku pomiaru, jest równa iloczynowi
niepewności łącznej i współczynnika rozszerzenia α.
u Ac = α uτ
(2.6)
Współczynnik rozszerzenia kα jest zależny od przyjętego poziomu ufności i rozkładu
prawdopodobieństwa niepewności łącznej. W zależności od stopnia wymaganej dokładności
współczynnik ka dla określonego poziomu ufności będzie przyjmował różne wartości.
Obliczanie niepewności typu A
Wartość niepewności typu A oblicza się metodami statystycznymi. Dla danej serii n
pomiarów wielkości x niepewność standardową określa wzór
uA =
n
1
∑ ( xi − x ) 2
n(n − 1) i =1
(2.7)
1 n
∑ xi jest wartością średniej arytmetycznej zebranych wyników pomiarów.
n i =1
Niepewność całkowitą, przy założeniu, że niepewność typu B jest pomijalnie mała
u B << 0 ,1 ⋅ u A , oblicza się z zależności
w którym x =
u Ac = k Aa u A
(2.8)
Jeżeli rozkład zmiennej losowej jest rozkładem normalnym, co ma miejsce dla próby
licznej n ≥ 30 , to współczynnik kAa przyjmuje wartości zmiennej standaryzowanej (tabela 1)
Tabela 1
Poziom ufności
aα
Współczynnik
α
0,678
0,900
0,95
0,99
0,9997
1,000
1,645
1,960
2,576
3,00
Jeżeli próba jest mało liczna n < 30, to współczynnik rozszerzenia ka wyznacza się
korzystając z rozkładu Studenta.
Obliczanie niepewności typu B
Dla wyznaczenia niepewności typu B określa się pewne wielkości mogące stanowić ocenę
odchyleń standardowych. W praktyce najczęściej zachodzi konieczność wyznaczenia
niepewności typu B wynikającej z błędów aparatury pomiarowej. Dokładność aparatury
pomiarowej charakteryzuje się przez podanie granicznej wartości błędu ∆ g wynikającego z
klasy dokładności.
Błędy aparatury pomiarowej mają najczęściej rozkład jednostajny, dla którego
wariancja i niepewność określone są zależnościami
u =
2
B
∆2g
;
3
uB =
∆g
(2.9)
3
Niepewność całkowitą, przy założeniu, że niepewność typu A jest pomijalnie mała
u A << 0 ,1 ⋅ u B , wyznacza się ze wzoru
u Bc = k Ba u B
(2.10)
w którym współczynnik k Ba = 3 aα ; aα – poziom ufności.
Pomiary pośrednie
Pomiary pośrednie są pomiarami, w których wielkość mierzona jest funkcją kilku
wielkości
y = f ( x1 , x2 ...x j )
(2.11)
Każda z wielkości pośrednich xj wyznaczona jest z niepewnością uxj.
Korzystając z prawa propagacji niepewności, wyznacza się niepewność łączną dla wielkości y
2
u yτ
 ∂f  2  ∂f
 u x1 + 
= 
 ∂x1 
 ∂x 2
2
 ∂f
 2
 u x2 + .... + 

 ∂x N
2
 2
 u x N =

 ∂f

∑

j =1  ∂x j
N
2
 2
 u x (2.12)
 j

Dla wartości średnich niepewność łączną określa wzór
2
 2
 ux
 j

 ∂f
= ∑

j =1  ∂x j
N
u yτ
(2.13)
Gdy nieliniowość funkcji y = f( xj ) jest znaczna należy uwzględnić we wzorze (2.13)
wyrazy wyższego rzędu wynikające z rozwinięcia w szereg Taylora, a w przypadku, gdy
wielkości pośrednie x1 ....x N są skorelowane należy wyznaczyć kowariancję [1] i uwzględnić
ją we wzorze (2.13).
Dla pomiarów pośrednich niepewność całkowitą wyznacza się z zależności
u yτ = k a u y τ
(2.14)
W zależności od stopnia wymaganej dokładności współczynnik ka dla określonego
poziomu ufności może przyjmować wartości
Tabela 2
Współczynnik
rozszerzenia
ka
Poziom ufności
2
0,95
3
0,99
W przypadku, gdy dominuje niepewność typu A, a próby są liczne ( n ≥ 30 ), rozkład
wypadkowy staje się rozkładem normalnym i wówczas współczynnik rozszerzenia ka można
wyznaczyć dla określonego poziomu ufności, korzystając z tablic rozkładu normalnego.
Przy próbach mało licznych n < 30 należy przy wyznaczaniu współczynnika ka korzystać
z rozkładu t-Studenta po wyznaczeniu efektywnej liczby punktów swobody.
Przy dominacji niepewności typu B, niepewność łączną wyznacza się z zależności
 ∂f
= ∑

j =1  ∂x j
N
u Bτ
2
 2
 u Bx
j


(2.15)
Przyrządy charakteryzuje najczęściej jednostajny rozkład błędów. Gdy liczba składowych
niepewności jest większa od dwóch, to rozkład wypadkowy staje się zbliżony do rozkładu
normalnego. Współczynnik ka wyznacza się z tablic tego rozkładu.
Przy dwóch wielkościach mierzonych x1 i x2 , niepewność łączna określona jest zależnością
2
2
u Bτ = u Bx
+ u Bx
1
2
(2.16)
Gdy oba rozkłady charakteryzują się błędami granicznymi o tej samej wartości, to rozkład
wypadkowy jest rozkładem trójkątnym, dla którego współczynnik rozszerzenia wyznacza
wzór
k B ( a ) = 6 aα
(2.17)
Znając współczynnik rozszerzenia, niepewność całkowitą oblicza się z zależności
u yc = k B (a )u Bτ
(2.18)
Sposób zapisu wyniku pomiaru
Podane zasady obliczania niepewności typu A, dają poprawne wyniki wtedy, gdy ich
rozkład jest normalny lub zbliżony do normalnego. W praktyce wyniki pomiarów mogą być
zniekształcone przez pomyłki. W celu uzyskania poprawnych wartości niepewności należy
wyeliminować wyniki obarczone pomyłkami czyli błędami nadmiarowymi. Istnieje wiele
metod eliminacji błędnych wyników. Jedną z prostszych metod jest metoda polegająca na
porównaniu różnic między poszczególnymi wynikami pomiaru a wartością średnią. Jeżeli
różnica ta jest mniejsza od trzykrotnej wartości niepewności standardowej, to wynik pomiaru
jest poprawny. Wyniki pomiarów, które wykazują większą różnicę są błędne i należy je
wyeliminować z dalszego postępowania pomiarowego.
Wynik pomiaru powinien być tak przedstawiony, aby umożliwił ocenę dokładności
wyznaczenia wartości mierzonej. Wynik pomiaru jest liczbą przybliżoną i powinien zawierać
tyle cyfr znaczących, aby tylko ostatnia cyfra była niepewna. Na przykład, niepewność równa
1%, wynik pomiaru x = 102.
Liczbę wyrażającą niepewność całkowitą zapisuje się z zasady jako liczbę o jednej cyfrze
znaczącej. Jeżeli w wyniku zaokrąglania niepewności popełnia się błąd większy niż 20%, to
niepewność należy zapisać w postaci dwóch cyfr znaczących.
W celu uporządkowania wyniku pomiaru i niepewności stosuje się ogólnie przyjęte reguły
zaokrąglania. Zapewniają one korzystny rozkład błędów zaokrąglania.
Reguły zaokrąglania są następujące:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Jeżeli pierwsza z odrzuconych cyfr jest mniejsza od 5, to należy ją odrzucić zatrzymując
pozostałe cyfry bez zmian, np. 626,3 ≈ 626;
Jeżeli pierwsza z odrzucanych cyfr jest większa od 5, to ostatnią pozostawioną cyfrę
zwiększa się o 1, np. 626,8 ≈ 627;
Jeżeli zbędna cyfra jest równa 5, a po niej następuje cyfra różna od zera, to pozostawioną
cyfrę zwiększa się o 1, np. 0,76253 ≈ 0,763;
Jeżeli zbędna cyfra jest 5, a po niej następuje zero, to ostatnia pozostająca cyfra powinna
być parzysta, np. 627,50 ≈ 628; 628,50 ≈ 628.
Wszelkie obliczenia w pomiarach pośrednich przeprowadza się o jedną lub dwie cyfry
znaczące więcej niż wskazywałby na to końcowy wynik pomiaru, a zaokrągla dopiero wynik
końcowy.
Klasa dokładności
Klasa dokładności - jest to klasa przyrządów pomiarowych, które spełniają pewne
wymagania metrologiczne dotyczące utrzymywania dopuszczalnych błędów w określonych
granicach. Wskaźnik klasy dokładności, wyznacza graniczne wartości błędu bezwzględnego
podstawowego wyrażonego w procentach. Dopuszcza się klasy dokładności: 0,05; 0,1; 0,2;
0,3; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 5.
Sprawdzenie miernika polega na wyznaczeniu błędów podstawowych dla wybranych
wartości zakresu pomiarowego tego przyrządu. Spośród tych błędów wybiera się ten o
największej wartości bezwzględnej ∆maxi wykorzystuje do obliczenia błędu względnego
δmax (na podstawie zależności 2.3), odniesionego do znamionowej wartości zakresu
pomiarowego badanego przyrządu.
δ max =
∆
Wn
100%
(2.19)
gdzie:
Wn - znamionowa wartość zakresu pomiarowego badanego przyrządu.
Na podstawie znajomości wartości błędu δmax określa się klasę dokładności przyrządu kl.
3. Wykonanie ćwiczenia
3.1. Kalibracja zakresów stałoprądowych (DC) multimetrów
Układ pomiarowy
MULTIMETR CYFROWY
OGNIWO
WESTONA
Rys. 3.1. Układ pomiarowy do kalibracji zakresów napięciowych multimetru cyfrowego.
Postępowanie podczas pomiaru
Podłączyć multimetr V543 na zakresie stałoprądowym (DC) 1V do ogniwa Westona
dla polaryzacji dodatniej i ujemnej. Powtórzyć pomiary dla multimetru MY-64, dla zakresu
2V. Wyniki zapisać w tabeli 3.1.
Tabela 3.1
V 543
MY- 64
Ew[V]
Ex-[V]
Ex+[V]
∆ Ex-[V]
∆ Ex+[V]
kl
w tabeli przyjęto oznaczenia:
Ew - Wzorcowa wartość siły elektromotorycznej w temperaturze odniesienia
Ex- - Wartość mierzona napięcia dla polaryzacji ujemnej
Ex+ - Wartość mierzona napięcia dla polaryzacji dodatniej
∆ Ex- = Ex-- Ew - Wartość błędu bezwzględnego dla polaryzacji ujemnej
∆ Ex+ = Ex+- Ew - Wartość błędu bezwzględnego dla polaryzacji dodatniej
kl - obliczona klasa dokładności multimetru
Wyznaczone wyniki pomiaru wprowadzić do arkusza kalkulacyjnego „Kalibracja
zakresów DC multimetrów” i sprawdzić czy mieszczą się w granicach błędu granicznego
podawanego przez producenta w instrukcji obsługi. Określić klasę dokładności badanego
przyrządu.
Wzory i przykłady obliczeń
kl =
∆g
UN
⋅ 100%
∆g = ∆E x
max
Obszar
wprowadzania
danych
Przebieg błędu
granicznego
multimetru
Wyznaczona
wartości błędu
pomiaru napięcia DC
Rys. 3.2. Widok arkusza „Kalibracja zakresów DC multimetrów”.
3.2. Kalibracja zakresów AC multimetrów cyfrowych
Układ pomiarowy
V543
KALIBRATOR B1-9
MY - 64
Rys. 3.3. Układ pomiarowy do kalibracji zakresów pomiarowych napięć przemiennych (AC), multimetrów
cyfrowych
Postępowanie podczas pomiaru
Przełączyć multimetr V543 na zakres 1V napięcia przemiennego (AC) oraz multimetr
MY-64 na zakres 2V napięcia przemiennego. Podłączyć układ pomiarowy jak na rysunku 3.3.
Ustawić kalibrator na zakres 1V. Mnożnik częstotliwości na 10x i pokrętłem częstotliwości
wyregulować jej wartość na 50Hz. Wyłączyć regulację błędu (ustawić mnożnik błędu na 0).
Pokrętłem nastawy napięcia zmieniać wzorcową wartość wyjściową Uw od 50 mV do 1V.
Wartości wyników pomiarów zapisać w tabeli 3.2.
Tabela 3.2 Wyniki Kalibracji zakresów AC multimetrów cyfrowych
UxV543[V]
UxMY- 64[V]
Lp.
Uw[V]
∆U(V543)[V]
1
0,050
2
0,100
3
0,150
4
0,200
5
0,250
6
0,300
7
0,350
8
0,400
9
0,450
10
0,500
11
0,550
12
0,600
13
0,650
14
0,700
15
0,750
16
0,800
17
0,850
18
0,900
19
0,950
20
1,000
∆U(MY- 64)[V]
w tabeli przyjęto oznaczenia:
Uw - wartość wzorcowa napięcia nastawiana na kalibratorze,
UxV543 - wartość mierzona napięcia przez multimetr V543,
UxMY- 64 - wartość mierzona napięcia przez multimetr MY- 64,
∆U(V543) - wartość błędu bezwzględnego pomiaru napięcia przez multimetr V543,
∆U(MY- 64) - wartość błędu bezwzględnego pomiaru napięcia przez multimetr MY - 64.
Wyznaczone wyniki pomiarów wprowadzić do arkusza „Kalibracja zakresów AC
multimetrów” i ocenić czy ich wartości mieszczą się w granicach podawanych przez
producentów. Na podstawie wyników badań określić klasę używanych multimetrów.
Wzory i przykłady obliczeń
kl =
∆g
UN
⋅ 100%
∆g = ∆U x max
∆ = U x −Uw
Przebieg błędu
granicznego
multimetru
Obszar
wprowadzania
danych
Wyznaczona
wartości błędu
pomiaru napięcia AC
Rys.3.4. Widok arkusza „Kalibracja zakresów AC multimetrów”
3.3. Wyznaczanie częstotliwościowego pasma pracy multimetru cyfrowego
Układ pomiarowy
V543
KALIBRATOR B1-9
MY - 64
Rys. 3.5. Układ pomiarowy do wyznaczania częstotliwościowego pasma pracy, multimetrów cyfrowych
Postępowanie podczas pomiaru
Ustawić multimetr V543 na zakres 1V napięcia przemiennego (AC) oraz multimetr
MY-64 na zakres 2V napięcia przemiennego. Podłączyć układ pomiarowy jak na rysunku 3.5.
Ustawić kalibrator na zakres 1V. Wyłączyć regulację błędu (ustawić mnożnik błędu na 0). W
układzie z rys. 3.5 należy przeprowadzić badanie pasma pracy multimetru. W tym celu
ustawić wartość wyjściowego napięcia wzorcowego kalibratora Uw, na wartość 1V. Następnie
regulować częstotliwość napięcia Uw od 50 Hz do 20kHz zgodnie z wartościami podanymi w
tabeli 3.3.
Tabela 3.3. Wyniki pomiaru pasma pracy multimetrów cyfrowych
UxMY- 64
Lp.
f
UxV543
∆U(V543)[V]
∆U(MY- 64)[V]
1
50
2
100
3
200
4
300
5
400
6
500
7
600
8
700
9
800
10
900
11
1000
12
2000
13
3000
14
4000
15
5000
16
6000
17
7000
18
8000
19
9000
20 10000
21 11000
22 12000
23 13000
24 14000
25 15000
26 16000
27 17000
28 18000
29 19000
30 20000
w tabeli przyjęto oznaczenia:
Uw - wartość wzorcowa napięcia nastawiana na kalibratorze równa 1V,
f - częstotliwość napięcia wzorcowego
UxV543 - wartość mierzona napięcia przez multimetr V543,
UxMY- 64 - wartość mierzona napięcia przez multimetr MY- 64,
∆U(V543) - wartość błędu bezwzględnego pomiaru napięcia przez multimetr V543,
∆U(MY- 64) - wartość błędu bezwzględnego pomiaru napięcia przez multimetr MY - 64.
Na podstawie wyników pomiarów wyznaczyć efektywne częstotliwościowe pasmo
pracy multimetru cyfrowego V543 oraz MY - 64. Jako efektywne pasmo pracy przyjąć zakres
częstotliwości, w którym bezwzględne błędy pomiaru napięcia nie przekraczają wartości
podawanej przez producenta dla danego zakresu pracy miernika. Następnie wykreślić
amplitudową charakterystykę przetwarzania obu mierników. Wyznaczenie efektywnego
pasma pracy oraz amplitudowej charakterystyki dokonuje się wprowadzając wyniki pomiaru
do arkusza „Badanie pasma pracy multimetru cyfrowego”.
Wzory i przykłady obliczeń
∆ = U x − U w = U x − 1V
A = 20 log 10
U x 50 Hz ( MY −64 )
B = 20 log 10
U x ( MY −64 )
U x 50 Hz ( V 543 )
U x ( V 543 )
gdzie:
A,B - punkty częstotliwościowej charakterystyki amplitudowej multimetru MY- 64 oraz V543
Ux50Hz - pomierzona wartość napięcia dla 50 Hz
Obszar
wprowadzania
danych
Rys. 3.6. Widok obszaru wprowadzania danych w arkuszu „Badanie pasma pracy multimetru cyfrowego”
Wartość błędu
względnego
pomiaru napięcia dla
n-tej częstotliwości
Przycisk
zmiany
częstotliwości
Przebieg błędu
względnego w funkcji
częstotliwości (określenie
efektywnego pasma pracy
multimetru)
Rys. 3.7. Widok obszaru wyznaczania efektywnego pasma pracy multimetru w arkuszu „Badanie pasma pracy
multimetru cyfrowego”
Rys. 3.8. Widok obszaru wyznaczania amplitudowej charakterystyki multimetru w arkuszu „Badanie pasma
pracy multimetru cyfrowego”
3.4. Kalibracja zakresów omomierza multimetrów cyfrowych
Układ pomiarowy
MULTIMETR CYFROWY
REZYSTOR
DEKADOWY
Rys. 3.9. Układ pomiarowy do kalibracji zakresów omomierza, multimetrów cyfrowych
Postępowanie podczas pomiaru
Ustawić multimetr V543 oraz multimetr MY-64 na zakres pomiaru rezystancji.
Podłączyć układ pomiarowy jak na rysunku 3.9. Dokonać pomiaru rezystancji na dwóch
zakresach RZ rezystora wzorcowego, a wyniki zapisać w tabeli 3.4.
Rw
0,1 RZ1
0,2 RZ1
0,3 RZ1
0,3 RZ1
0,4 RZ1
RZ1=10kΩ 0,5 RZ1
0,6 RZ1
0,7 RZ1
0,8 RZ1
0,9 RZ1
1,0 RZ1
RZ2=1MΩ
RxV543[Ω]
RxMY - 43[Ω]
∆R(V543)[Ω]
∆R(MY- 64) [Ω]
0,1 RZ2
0,2 RZ2
0,3 RZ2
0,3 RZ2
0,4 RZ2
0,5 RZ2
0,6 RZ2
0,7 RZ2
0,8 RZ2
0,9 RZ2
1,0 RZ2
w tabeli przyjęto oznaczenia:
Rw - wartość wzorcowa rezystancji nastawiana na rezystorze dekadowym,
RZ - zakres znamionowy dekady rezystora wzorcowego
RxV543 - wartość mierzona rezystancji przez multimetr V543,
RxMY- 64 - wartość mierzona rezystancji przez multimetr MY- 64,
∆R(V543) - wartość błędu bezwzględnego pomiaru rezystancji przez multimetr V543,
∆R(MY- 64) - wartość błędu bezwzględnego pomiaru rezystancji przez multimetr MY - 64.
Wartości wyników wprowadzić do arkusza „Kalibracja zakresów omomierza
multimetrów cyfrowych”. Ocenić czy wartości wyznaczonych błędów mieszczą się w
granicach błędu deklarowanego przez producenta dla danego RN zakresu pomiarowego.
Określić klasę dokładności miernika na podstawie wyników pomiarów.
Wzory i przykłady obliczeń
kl =
∆g
RN
⋅ 100%
∆g = ∆R x max
∆ = Rx − Rw
Przebieg błędu
granicznego
multimetru
Obszar
wprowadzania
danych
Wyznaczona
wartości błędu
pomiaru rezystancji
Rys.3.10. Widok arkusza „Kalibracja zakresów omomierza multimetrów cyfrowych”
4. Wykonanie sprawozdania
Sprawozdanie powinno zawierać:
1) Cel ćwiczenia.
2) Dla każdego punktu
• Schematy układów połączeń,
• Tabele pomiarowe wraz z wynikami uzyskanymi na podstawie obliczeń w
arkuszach kalkulacyjnych,
• Graficzne przedstawienie wyników pomiarów w formie wykresów
uzyskanych z arkusza kalkulacyjnego,
• Przykłady obliczeń zgodnie z zamieszczonymi wzorami.
3) W punktach 3.2, 3.3, 3.5, określenie klasy dokładności przyrządu pomiarowego
na podstawie wyników pomiarów.
4) W punkcie 3.4 określenie użytecznego częstotliwościowego pasma pracy
multimetru.
5) Uwagi i wnioski.
Literatura
[1]
[2]
[3]
Turzeniecka D.: Ocena niepewności wyników pomiarów. Wydawnictwo Politechniki
Poznańskiej. Poznań, 1997.
Przewodnik Główny Urzędu Miar: Wyrażanie niepewności pomiaru. Warszawa,
1999.
Metrologia Elektryczna i Elektroniczna - Ćwiczenia laboratoryjne Pod redakcją
Zygmunta Kuśmierka