POMIARY PARAMETRÓW ELEMENTÓW RLC - Ćwiczenie nr 6

More documents

Recommendations

Info

Laboratorium z przedmiotu Metrologia S U ΔUCD = (12) ΔRx R Czułość układu mostka jest wprost proporcjonalna do napięcia zasilającego mostek U oraz zależy od wartości rezystorów mostka. Poprawa czułości mostka drogą zwiększania napięcia zasilania jest ograniczona ze względu na dopuszczalne moce wydzielane w rezystorach. Analizując czułość mostka można stwierdzić, że błąd nieczułości δ Rxcz będzie minimalny, jeżeli spełnione zostaną następujące warunki: - napięcie zasilające mostek U jak najwyższe, - rezystancja R2 zbliżona do wartości rezystancji mierzonej Rx, - duża czułość zastosowanego woltomierza jako wskaźnika równowagi. Dodatkowym źródłem błędów są siły termoelektryczne, powstające w miejscach połączeń przewodów miedzianych, na przykład wskaźnika równowagi (woltomierza), z rezystorami wykonanymi z manganinu znajdującymi się w gałęziach mostka. Ich wartość, ok. 1,5 μV na 1°K różnicy temperatur końców przewodnika z manganianu połączonego z obu stron przewodem miedzianym, powoduje dodatkowy przepływ prądu niezrównoważenia mostka. Aby wyeliminować z pomiaru wpływ sił termoelektrycznych, należy wykonać dwa pomiary przy różnej biegunowości źródła zasilania. Za wynik pomiaru należy przyjąć wartość średnią obu pomiarów. Przedstawiony powyżej układ mostka realizował pomiar rezystancji Rx metodą zerową, polegającą na doprowadzeniu mostka do stanu zrównoważenia za pomocą zmian rezystancji R2 (w stanie równowagi woltomierz wskazuje UCD = 0). W tym stanie na podstawie zależności (10) wyznaczana jest wartość mierzonej rezystancji Rx. Omawiany układ mostka, umożliwia także pomiar rezystancji metodą niezerową. W tym przypadku napięcie UCD jest proporcjonalne do zmiany rezystancji elementów w gałęziach mostka. Na rys. 6 przedstawiono układ mostka do pomiaru zmian rezystancji ΔR elementu włączonego do jednej gałęzi mostka. Rys. 6. Zastosowanie układu mostka do pomiaru zmian rezystancji ΔR W układzie mostka, napięcie w przekątnej CD jest wyrażone zależnością: U ⎡ ΔR ⎤ UCD = ⎢ ⎥ (13) 4 ⎣ R + ΔR ⎦ z której wynika liniowa zależność napięcia UCD od zmiany rezystancji ΔR, pod warunkiem dużo mniejszej wartości ΔR w stosunku do R (w mianowniku przyrost ΔR musi być pomijalny do R). Aby napięcie UCD było jedynie zależne od zmian rezystancji ΔR wymagane jest stabilne napięcie zasilające mostek U. Przedstawiony układ mostka jest stosowany w pomiarach różnych wielkości nieelektrycznych: naprężenia, temperatury, ciśnienia, itp. Do tego celu są wykorzystywane są czujniki rezystancyjne o zmieniającej się rezystancji w funkcji wymienionych parametrów. Przy czym czujniki mogą być włączone w jedną, w dwie lub cztery gałęzie mostka. 3.2. Pomiar małych rezystancji metodą porównawczą Dokładność pomiaru małych rezystancji (mniejszych od 1Ω) mostkiem Wheatstone'a szybko maleje wraz ze zmniejszaniem się mierzonej rezystancji. Jest to spowodowane głównie rezystancją styków i doprowadzeń, których wartość zaczyna być porównywalna z wartością mierzonej rezystancji. Koniecznością jest zastosowanie środków eliminujących wpływ rezystancji doprowadzeń i styków przez specjalną konstrukcję rezystorów. Rezystancja jest określana na podstawie wartości spadku napięcia jaki wystąpi na niej pod wpływem przepływającego prądu. Jeżeli spadek napięcia na rezystorze jest mierzony za pomocą oddzielnej pary doprowadzeń i zacisków, to spadki napięć na rezystancjach styków i doprowadzeń, przez które przepływa prąd, znajdują się poza obwodem pomiarowym i nie wpływają na wynik pomiaru. Zasadę wykonywania połączeń do rezystorów o małych wartościach rezystancji ilustruje rys. 7. x 4
Laboratorium z przedmiotu Metrologia Rys. 7. Konstrukcja rezystora czterozaciskowego Do zacisków prądowych I-I rezystora R jest doprowadzony prąd I. Rezystancja o wartości R występuje pomiędzy punktami połączeń zacisków prądowych I i napięciowych U. Na rysunku oznaczono rezystancję styków i doprowadzeń prądowych przez ri, a napięciowych przez ru. Do zacisków U-U jest dołączony układ pomiarowy (np. woltomierz o rezystancji wejściowej dużej w porównaniu z R). Można przyjąć, że prąd Iu płynący w obwodzie pomiaru spadku napięcia na rezystorze R jest pomijalnie mały w porównaniu z doprowadzonym prądem I (Iu
Page 1 and 2: POMIARY PARAMETRÓW ELEMENTÓW RLC
Page 3: 3.1. Mostek Wheatstone’a Laborato
Page 7 and 8: Laboratorium z przedmiotu Metrologi
Page 19 and 20: Tablica 4 Laboratorium z przedmiotu
Page 23: Laboratorium z przedmiotu Metrologi

POMIARY PARAMETRÓW ELEMENTÓW RLC - Ćwiczenie nr 6

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?