10 - cw_10 - Politechnika Rzeszowska
Transkrypt
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