wiczenie 1
wiczenie 26
Mierniki cyfrowe
Cel wiczenia
Celem wiczenia jest poznanie zasady dziaania i obsugi wybranych
miernikw cyfrowych.
Program wiczenia
1. Podstawy teoretyczne
1.1. Wstp
1.2. Pomiar czstotliwoci i czasu
1.3. Pomiar napicia staego
1.4. Pomiar napicia zmiennego
1.5. Pomiar prdu staego i zmiennego
1.6. Pomiar rezystancji
1.7. Bdy miernikw cyfrowych
2. Wykonanie pomiarw
2.1. Multimetr cyfrowy
2.1.1. Przygotowanie przyrzdu do pracy
2.1.2. Pomiar napicia staego
2.1.3. Pomiar prdu staego
2.1.4. Pomiar wartoci redniej napicia zmiennego
2.1.5. Pomiar wspczynnika ksztatu prdu zmiennego
2.1.6. Pomiar rezystancji
2.2. Czstociomierz cyfrowy
2.2.1. Sprawdzenie przyrzdu
2.2.2. Pomiar czstotliwoci
2.2.3. Wykorzystanie czstociomierza jako rda czstotliwoci
wzorcowych
3. Uwagi i wnioski
1.1. Wstp
Miernikiem elektronicznym nazywa si taki ukad pomiarowy, w ktrym
sygna wejciowy zawierajcy informacj o wielkoci mierzonej zostaje
zamieniony na sygna elektryczny podlegajcy procesowi obrbki w
ukadach elektronicznych, a nastpnie przetworzony na warto liczbow
wielkoci mierzonej. Wyrniamy dwa rodzaje elektronicznych przyrzdw
pomiarowych: analogowe i cyfrowe. W przyrzdach analogowych
elementem wskazujcym jest najczciej klasyczny miernik wskazwkowy
(np. mikroamperomierz magnetoelektryczny) wyskalowany w jednostkach
wielkoci mierzonej. Mierniki cyfrowe pozwalaj na bezporedni odczyt
wartoci wielkoci mierzonej ze wskanika cyfrowego lub z rejestratorw
(np. drukarki), dziki czemu unika si bdu popenianego przy odczycie
wskaza. Gwn zalet miernikw cyfrowych jest ich dua dokadno. Ponadto
maj one w porwnaniu z przyrzdami analogowymi nastpujce zalety: du
szybko pomiarw, automatyczny wybr polaryzacji, moliwo
automatycznego wyboru zakresu, atwo rejestracji czy zapamitywania
wynikw pomiarw oraz moliwo wsppracy z komputerowymi systemami
pomiarowo-kontrolnymi i sterujcymi. Cyfrowe metody pomiarowe mog by
zastosowane do pomiaru niemal wszystkich wielkoci fizycznych zarwno
elektrycznych, jak i nieelektrycznych, dyskretnych (ziarnistych) i
cigych. Jeeli mierzona wielko fizyczna ma charakter cigy, to w
przyrzdzie musi by dokonane tzw. przetwarzanie analogowo-cyfrowe,
czyli zamiana wielkoci cigej na dyskretn. W wyniku tej zamiany
otrzymuje si proporcjonalna do wielkoci mierzonej, liczb impulsw
elektrycznych zliczana przez licznik i prezentowana na wskaniku
cyfrowym lub drukarce.
Ze wzgldu na stosowan metod przetwarzania rozrniamy przyrzdy
cyfrowe z miar czasu lub miar napicia. W pierwszej z wymienionych
grup jednostk czasu wyznacza okres drga generatora wzorcowego, w
drugiej za jednostk napicia zmieniajce si skokowo napicie wyjciowe
specjalnego typu generatora napicia. Przedmiotem dalszych rozwaa s
mierniki cyfrowe wykorzystujce przetwarzanie A/C z miar czasu.
Podstawowym pomiarem w tej klasie przyrzdw jest pomiar czstotliwoci
(lub czasu). Wynika std podzia miernika cyfrowego na dwie
zasadnicze czci. W pierwszej mierzona warto jest transformowana na
czstotliwo lub czas, w drugiej czas lub czstotliwo s mierzone metod
zliczania impulsw.
1.2. Pomiar czstotliwoci i czasu
Cyfrowy pomiar czstotliwoci opiera si na metodzie zliczania
impulsw uformowanych z przebiegu okresowego o czstotliwoci fx w
cile okrelonym wzorcowym przedziale czasu Tp. Schemat blokowy
czstociomierza wykorzystujcego powysz metod przedstawiono na
rys.1.
Cykl pracy ukadu jest nastpujcy. Ukad sterujcy powoduje
zerowanie licznika (skasowanie poprzedniego stanu) po czym otwiera
bramk na czas Tp okrelony przez aktualnie wybrany przecznikiem P
zakres pomiarowy. rdem czstotliwoci wzorcowych jest generator
kwarcowy wraz z dzielnikiem czstotliwoci. Impulsy o czstotliwoci
mierzonej fx przekazywane s na czas otwarcia bramki elektronicznej
(Tp) do licznika, gdzie s zliczane. Liczba zliczonych impulsw n w
czasie Tp jest proporcjonalna do czstotliwoci mierzonej:
p
x
T
n
f
=
(1)
Rys.1. Schemat blokowy czstociomierza cyfrowego.
Bd wzgldny pomiaru czstotliwoci omawian metod wyraa si
wzorem:
p
p
x
x
T
T
n
n
f
f
D
+
D
=
D
(2)
w ktrym:
n
n
D
- bd wzgldny zliczania,
p
p
T
T
D
- bd wzgldny odmierzania wzorcowego przedziau czasowego
Uwzgldniajc, e dla licznikw cyfrowych bd bezwzgldny odczytu rwny
jest
1
cyfra (n=1) oraz, e Tp jest odwrotnie proporcjonalny do
czstotliwoci generatora wzorcowego (fw) otrzymuje si z zalenoci (2)
wzr:
w
w
p
x
w
w
x
x
f
f
T
f
1
f
f
n
1
f
f
D
+
=
D
+
=
D
(3)
Ze wzoru (3) wynika, e przy pomiarze maych czstotliwoci naley
stosowa zwikszony czas pomiaru Tp. I tak przykadowo przy pomiarze
czstotliwoci fx=1kHz w celu zapewnienia bdu wzgldnego zliczania
rwnego 0,1% - naley dobra Tp=1s, za dla fx=100Hz Tp=10s.
Z punktu widzenia uytkownika czstociomierza cyfrowego istotne s
nastpujce parametry techniczne: rezystancja wejciowa, pasmo
przenoszenia oraz minimalny sygna wejciowy zapewniajcy poprawn prac
przyrzdu.
Cyfrowy pomiar czasu odbywa si na zasadzie pomiaru liczby
impulsw generatora wzorcowego o znanym okresie Tw. Schemat blokowy
czasomierza cyfrowego oraz przebiegi czasowe podano na rys.2.
Impulsy elektryczne ograniczajce odstp mierzonego czasu t
podawane s na wejcia ukadw formujcych I i II. Mog by one wytworzone
automatycznie przez ukad, w ktrym odstp czasu mierzymy, bd te przez
osob wykonujc pomiar. Impuls okrelajcy pocztek liczenia (t1) oraz
impuls koczcy liczenie (t2) wyznaczaj poprzez ukad sterujcy bramk
szeroko impulsu bramkujcego rwn czasowi mierzonemu t. Wobec
tego:
w
nT
t
=
D
(4)
gdzie: n liczba impulsw wzorcowych zliczana przez licznik
Czas mierzony jest wielokrotnoci okresu Tw generatora wzorcowego
rwnej 100MHz, warto rozdzielczoci czasu mierzonego wynosi 10-8s.
Maksymalna warto czasu mierzonego zaley od pojemnoci licznika No i
od okresu Tw impulsw wzorcowych, przy czym:
w
o
max
T
N
t
=
D
(5)
Dla staej pojemnoci licznika No warto tmax moe by regulowana
przez zmian czstotliwoci generatora impulsw wzorcowych. w tym celu
generator powinien zawiera ukady umoliwiajce podzia lub powielanie
czstotliwoci.
Rys.2. Cyfrowy miernik odstpu czasu
a) schemat blokowy
b) przebiegi
1.3. Pomiar napicia staego
Stosowane obecnie woltomierze cyfrowe wykorzystujce
przetwarzanie analogowo-cyfrowe z miar czasu mona podzieli na trzy
grupy:
1) woltomierze impulsowo-czasowe
2) woltomierze cakujce z przetwarzaniem napicie-czstotliwo
3) woltomierze cakujce z przetwornikiem napicie-czas zwane rwnie
woltomierzami o podwjnym cakowaniu
Najprostszym ukadowo jest woltomierz cyfrowy z przetwarzaniem
impulsowo-czasowym. Istot pomiaru jest przetwarzanie napicia na
czas. Schemat blokowy woltomierza tego typu przedstawiono na
rys.3.
Rys.3. Woltomierz cyfrowy z przetwarzaniem napicie-czas
a) schemat blokowy
b) przebiegi wyjaniajce zasad pomiaru
Napicie mierzone Ux jest porwnywane w ukadzie porwnujcym z
napiciem narastajcym liniowo uL, wytwarzanym w specjalnym
generatorze. W chwili zrwnania si napi Ux oraz uL na wyjciu ukadu
porwnujcego pojawia si impuls u3 zamykajcy bramk elektroniczn.
Otwarcie bramki nastpuje jednoczenie ze startem generatora napicia
liniowego (impuls u2). Przez otwarta bramk w czasie t przechodz
impulsy wytwarzane prze generator impulsw wzorcowych, ktre s
zliczane przez licznik. Przy odpowiednim doborze szybkoci
narastania napicia liniowego, czstotliwoci impulsw wzorcowych warto
mierzonego napicia moe by bezporednio odczytana ze stanu licznika
na wskaniku cyfrowym. Jeeli przez n oznaczymy liczb impulsw
zliczonych przez licznik w czasie t, za przez fw czstotliwo impulsw
wzorcowych to spenione jest rwnanie:
x
w
x
U
k
f
U
n
=
a
=
(6)
gdzie: - nachylenie napicia liniowego [V/s]
Jeeli wybra k=10c, gdzie c jest liczb cakowit to cyfry
wskazywane przez licznik bd jednoczenie cyframi znaczcymi
mierzonego napicia.
Pomiar napicia odbywa si cyklicznie. Jest on powtarzany
automatycznie z czstotliwoci (15)Hz. Czstotliwo generatora impulsw
wzorcowych wynosi najczciej 100kHz, 200kHz lub 1MHz. Woltomierze
tego typu s stosunkowo mao dokadne (do 0,1%) i wraliwe na
zakcenia.
W opisanym powyej woltomierzu cyfrowym, mierzona jest warto
napicia w chwili jego skompensowania napiciem wzorcowym zmieniajcym
si liniowo. Wobec tego, w przypadku, gdy chwilowa warto napicia
zmienia si w czasie trwania pomiaru, np. wskutek przypadkowych
zakce, powstaje dodatkowy bd pomiaru. Wady tej nie posiadaj
woltomierze cakujce, ktre mierz redni warto napicia w okrelonym
przedziale czasowym.
W woltomierzu cakujcym z przetwarzaniem napicie-czstotliwo
przedstawionym na rys.4 ukad przetwarzania skada si z integratora
(ukadu cakujcego), ukadu porwnujcego i generatora adunku
kompensacyjnego. Dziaanie ukadu jest nastpujce: napicie mierzone Ux
doprowadzone do wejcia integratora wywouje na jego wyjciu przebieg
napicia narastajcego liniowo o szybkoci narastania proporcjonalnej
do wartoci Ux. Gdy napicie liniowe osignie warto napicia
odniesienia Up=const, ukad porwnujcy wysya impuls uruchamiajcy
generator adunku kompensacyjnego, ktry powoduje szybkie rozadowanie
kondensatora C i powrt integratora do stanu pocztkowego. Od tej
chwili nastpuje ponowne cakowanie napicia wejciowego i cykl si
powtarza. Kadorazowemu rozadowaniu kondensatora towarzyszy
wytworzenie impulsu u1, ktry poprzez bramk elektroniczn jest
przekazywany do licznika. Im wiksz warto ma napicie mierzone Ux,
tym wysza jest szybko narastania napicia liniowego, a zatem wiksza
czstotliwo zliczanych impulsw
x
x
U
k
f
=
. Pomiar czstotliwoci odbywa si metod opisan w p.1.2 przez
zliczanie impulsw w okrelonym przedziale czasowym Tp. Przedzia
czasowy Tp zadaje generator czasu pomiaru, sterujc otwieranie
bramki.
Urednianie napicia mierzonego w woltomierzu cakujcym powoduje
wydatne zmniejszenie wpywu zakce na dokadno pomiaru. I tak
przykadowo, dla przypadku zakcenia napicia mierzonego napiciem
przemiennym np. sinusoidalnym, warto rednia napicia mierzonego
bdzie wynosia:
Uxr
p
+
=
p
T
0
z
m
x
p
dt
)
t
T
2
sin
U
U
(
T
1
(7)
Jeeli czas pomiaru Tp bdzie rwny okresowi przebiegu zakcajcego
Tz, to Uxr=Ux, co oznacza, e chwilowa warto napicia staego
mierzonego moe ulec zmianie, lecz zmiany te nie wpywaj na wynik
pomiaru.
Osobn grup woltomierzy cakujcych stanowi woltomierze o podwjnym
cakowaniu. Zasad dziaania woltomierza tego typu ilustruje rys.5.
pomiar skada si z dwch cykli. Pierwszy, zwany pierwszym cakowaniem,
rozpoczyna si z chwil doprowadzenia do wejcia integratora napicia
mierzonego Ux. Napicie na wyjciu integratora narasta wtedy liniowo
z szybkoci proporcjonaln do wartoci Ux, a jednoczenie startuje
generator czstotliwoci wzorcowej, ktry odmierza czas cakowania Tp.
Czas jest stay (Tp=const) niezalenie od wartoci mierzonego napicia.
po upywie czasu Tp rozpoczyna si drugi cykl pomiaru (drugie
cakowanie). Ukad sterujcy wysya impuls przeczajcy wejcie
integratora na rdo napicia wzorcowego o staej wartoci Up=const lecz
o przeciwnej do napicia Ux biegunowoci. Jednoczenie otwiera si
bramka, przez ktr impulsy z generatora czstotliwoci wzorcowej fw
doprowadzane s do licznika, gdzie rozpoczyna si ich zliczanie.
Napicie na wyjciu integratora maleje z szybkoci proporcjonaln do
wartoci napicia Up wskutek rozadowywania si kondensatora C. W
chwili, w ktrej napicie wyjciowe osiga warto zerow, koczy si drugi
cykl pomiarowy. Chwila ta jest wykrywana w ukadzie porwnujcym, ktry
wysya impuls zamykajcy bramk. Pomiar napicia omawian metod
sprowadza wic do porwnania dwu caek:
=
2
1
3
2
t
t
t
t
p
x
dt
U
dt
U
(8)
czyli dwu wyrae:
)
t
t
(
U
)
t
t
(
U
2
3
p
1
2
x
-
=
-
(9)
Rys.4.Woltomierz cyfrowy cakujcy z przetwarzaniem
napicie-czstotliwo
a) schemat blokowy
b) przebiegi
Ze wzoru (9) wynika, e:
x
p
p
x
U
U
T
T
=
(10)
Tak wic czas zliczania impulsw Tx, a wic i liczba zliczonych
impulsw n=fxTx s wprost proporcjonalne do wartoci mierzonego
napicia Ux. Wynik pomiaru jest wywietlany na wskaniku
cyfrowym.Metoda podwjnego cakowania ma w porwnaniu z innymi
metodami jedn powan zalet: ot oba napicia Ux i Up porwnywane s tym
samym zestawem blokw. Std dokadno wykonania tych blokw oraz stao
ich parametrw w czasie nie graj ju tak wanej roli jak w ukadzie o
cakowaniu pojedynczym.
Rys.5. Woltomierz cyfrowy o podwjnym cakowaniu
a) schemat blokowy
b) przebiegi wyjaniajce zasad pomiaru
1.4. Pomiar napicia zmiennego
Woltomierze cyfrowe do pomiaru napi zmiennych maj dodatkowe
ukady przetwarzajce napicie zmienne na napicie stae. Ze wzgldu na
trudnoci w opracowaniu wysokiej klasy przetwornikw wartoci
skutecznej napicia zmiennego na stae, znaczna cz produkowanych
woltomierzy cyfrowych przystosowana jest do pomiaru wartoci redniej
lub szczytowej napicia. Problem pomiarw napi zmiennych
woltomierzami cyfrowymi sprowadza si zatem do budowy okrelonego
typu przetwornikw i ich wsppracy z woltomierzami napi staych.
ze wzgldu na du dokadno metod cyfrowych w porwnaniu z metodami
analogowymi, ukady prostowania stosowane w woltomierzach
analogowych s niewystarczajce z powodu silnej nieliniowoci
charakterystyki przejciowej dla maych napi. W pomiarach cyfrowych
wymaga si, aby charakterystyka prostowania bya cile liniowa od napi
rzdu kilku miliwoltw.
Wymagania stawiane przetwornikom wartoci redniej przeznaczonych
do wsppracy z miernikami cyfrowymi speniaj ukady wzmacniaczy
operacyjnych, ktre w ptli sprzenia zwrotnego maj wczone diody
pprzewodnikowe. Przykadowy schemat prostownika jednopowkowego
zbudowanego na tej zasadzie przedstawiono na rys.6. Ukad ten dla
ujemnej powki napicia wejciowego pracuje jako wzmacniacz odwracajcy
o wzmocnieniu wyznaczonym przez stosunek rezystorw R2/R1. Dioda D1
wwczas przewodzi, D2 jest zablokowana. Spadek napicia na
przewodzcej diodzie jest zredukowany w stosunku wynikajcym ze
wzmocnienia ukadu z otwart ptl. Dla dodatniej powki napicia
wejciowego dioda D1 przestaje przewodzi, przewodzi natomiast dioda
D2. Napicie wyjciowe bliskie jest wwczas zeru (z dokadnoci lepsz ni
12mV). Ukad realizuje wic funkcj diody idealnej.
Rys.6. Jednopowkowy prostownik idealny.
Z wyjtkiem wymaga specjalnych, oglnie przyjt zasad jest pomiar
wartoci skutecznej przebiegw zmiennych. Rzeczywiste ukady pomiarowe
dziaaj na zasadzie przetwarzania wartoci redniej bd szczytowej
napicia zmiennego, skalowane s natomiast w wartoci skutecznej,
przeliczanej dla sygnau sinusoidalnego. Praktycznie wic waciwa
dokadno wskaza miernikw cyfrowych w odniesieniu do wartoci
skutecznej jest zapewniona przy pomiarach nie znieksztaconego
napicia sinusoidalnego. Przykadowo rozpatrzmy przypadek, gdy na
wejcie cyfrowego woltomierza napicia zmiennego z przetwornikiem
wartoci redniej, wyskalowanego w wartoci skutecznej dla sygnau
sinusoidalnego, podamy napicia o przebiegach jak na rys.7.
Wskazanie woltomierza wynosi:
r
V
U
11
,
1
U
=
(11)
gdzie wspczynnik rwny 1,11 odpowiada wartoci wspczynnika ksztatu
dla przebiegu sinusoidalnego. Wskazania woltomierza dla
przykadowych przebiegw bd wic rwne UV=0,555Um dla przebiegu
trjktnego oraz UV=0,666Um dla przebiegu prostoktnego. Ze wzoru (11)
wynika, e dla napicia odksztaconego moliwe jest tylko okrelenie
jego wartoci redniej rwnej Ur=UV/1,11.
Rys.7. Przebiegi napi zmiennych do przykadu w tekcie
1.5. Pomiar prdu staego i zmiennego
Pomiar prdu staego i zmiennego metodami cyfrowymi polega na
pomiarze spadku napicia na wzorcowej rezystancji, a wic tak samo
jak w przypadku metod analogowych. Typowy przykad rozwizania
dzielnika wejciowego do pomiaru prdu, przedstawiona na rys.8. Zesp
poczonych rezystorw wzorcowych wsppracuje z woltomierzem cyfrowym o
duej rezystancji wejciowej. Z punktu widzenia walorw uytkowych
miernika, jest istotne aby spadek napicia na rezystancji by moliwie
may. Warto tego spadku wynika z podstawowego zakresu pomiarowego
woltomierza. Dla przykadu przedstawionego na rys.8 wynosi ona
100mV.
Rys.8. Zasada pomiaru natenia prdu metod cyfrow.
1.6. Pomiar rezystancji
Spord wielu metod stosowanych przy pomiarze rezystancji, w
miernikach cyfrowych spotykana jest zasadniczo jedna, polegajca na
przetwarzaniu rezystancji na proporcjonalne do niej napicie stae,
mierzone nastpnie za pomoc woltomierza cyfrowego. Zasada
przetwarzania rezystancji na napicie (R/U) opiera si na prawie
Ohma. Oznacza to, e jest mierzony spadek napicia na nieznanej
rezystancji, wymuszony przepywem prdu o dokadnie znanej wartoci
(rys.9). Zasadniczym problemem jest przy tym uzyskanie staego prdu
o wartoci niezalenej od zmian obcienia i czynnikw zakcajcych.
Najczciej do budowy rde prdowych wykorzystuje si wzmacniacze
operacyjne, na ktrych wejcia podawane jest stabilizowane napicie
odniesienia UR. Przykadowe ukady rde prdowych tego typu podano na
rys.10.
Rys.9. Zasada pomiaru rezystancji metod przetwarzania R/U
Rys.10. Podstawowe ukady rde prdowych ze wzmacniaczami
operacyjnymi
1.7. Bdy miernikw cyfrowych
W przyrzdach cyfrowych dokadno pomiaru okrelona jest przez:
1) bd wielkoci wzorcowej wynika on np. w woltomierzu
impulsowo-czasowym z nieliniowoci i niestaoci szybkoci zmian
napicia narastajcego liniowo oraz niestabilno czstotliwoci
generatora impulsw,
2) bd porwnania wynika on ze skoczonej czuoci ukadw porwnujcych
i okrelany jest progiem czuoci,
3) bd dyskretyzacji przyjmuje si rwny 1 najmniej wartociowej
pozycji cyfrowego wyniku pomiaru.
W zwizku z tym dla miernikw cyfrowych o duej dokadnoci okrela si
niedokadno podajc trzy liczby:
procentowy bd graniczny liczony od wartoci koca zakresu (wynika
z bdu wielkoci wzorcowej)
procentowy bd graniczny liczony od wartoci aktualnej (odpowiada
bdowi porwnania)
bezwzgldny bd dyskretyzacji (1 jednostka na ostatniej pozycji
wyniku)
W miernikach o mniejszej dokadnoci i rozdzielczoci wzorzec
wewntrzny jest zwykle o tyle dokadniejszy od wskaza przyrzdu, e
wystarcza podanie granicznego bdu procentowego liczonego wzgldem
aktualnych wskaza i bdu dyskretyzacji. Rozpatrzmy przykadowo
woltomierz o zakresie 3,999V i niedokadnoci rwnej: 0,1% wartoci
mierzonej 1 jednostka. Obliczmy bd graniczny pomiaru dla wskazania
woltomierza wynoszcego U=0,585V. Bd wzgldny dyskretyzacji wynosi
wic:
%
17
,
0
100
585
1
D
=
=
d
Tak wic czny bd graniczny ma warto:
%
27
,
0
)
17
,
0
1
,
0
(
U
=
+
=
d
Przy pomiarach wielkoci ziarnistych (czstociomierze,
czasomierze) na niedokadno pomiaru maj wpyw: bd czstotliwoci
generatora kwarcowego w czasie i przy zmianach temperatury
D
w
w
f
f
oraz czas pomiaru (tp) przy czym procentowy bd okrela wzr:
100
f
f
fx
t
1
f
w
w
p
x
D
+
=
d
gdzie: 1[tp]=1s, 1[fx]=1Hz
2. Wykonanie pomiarw
2.1. Multimetr cyfrowy
2.1.1. Przygotowanie przyrzdu do pracy
Po wczeniu przyrzdu do sieci naley:
a) sprawdzi wskazanie przyrzdu przy zwartych gniazdach
wejciowych (bd zera),
b) sprawdzi cechowanie przetwornika A/C (kalibracja
przyrzdu),
c) wyznaczy czas powtarzania pomiaru.
2.1.2. Pomiar napicia staego
Pomierzy napicia wyjciowe zasilacza stabilizowanego. Wyniki
pomiarw zestawi w tablicy1.
Tablica 1
Napicie znamionowe
V
+5
-5
+12
-12
+15
-15
Napicie pomierzone
V
2.1.3. Pomiar prdu staego
Poczy ukad jak na rys.11.
Rys.11. Ukad do pomiaru prdu staego
A - amperomierz elektrodynamiczny
RN rezystor wzorcowy
Warto prdu mierzonego naley obliczy ze wzoru:
N
V
x
R
U
I
=
gdzie: UV wskazanie woltomierza cyfrowego
RN rezystancja rezystora wzorcowego
Naley obliczy graniczn warto bdu pomiaru prdu na podstawie
wzoru:
N
V
x
R
U
I
d
+
d
=
d
gdzie: Ix procentowy bd pomiaru prdu
UV procentowy bd woltomierza cyfrowego
RN klasa rezystora wzorcowego
2.1.4. Pomiar wartoci redniej napicia zmiennego
Badany multimetr przetwarza warto redni moduu mierzonego
napicia. Naley sprawdzi wspczynnik skalowania wyniku tzn. stosunek
wskazania woltomierza do wartoci redniej. W tym celu naley poczy
ukad jak na rys.12.
Rys.12. Ukad do pomiaru wartoci redniej napicia zmiennego
Sprawdzenie przeprowadzi dla dwu typw przebiegw napicia:
a) trjktnego i b) prostoktnego. Dla kadego z przebiegw ustawi
skadow sta rwn zero i warto midzyszczytow rwn Upp=.....V. Obliczy
wspczynnik skali ze wzorw:
pp
V
t
U
U
4
k
=
dla przebiegu trjktnego
pp
V
p
U
U
2
k
=
dla przebiegu prostoktnego
2.1.5. Pomiar wspczynnika ksztatu prdu zmiennego
Poczy ukad jak na rys.13.
Rys.13. Ukad do pomiaru wartoci redniej i wspczynnika ksztatu
prdu
Trb transformator bezpieczestwa
A amperomierz elektrodynamiczny
D dawik
RN rezystor wzorcowy
Pomierzy warto skuteczn prdu Ix amperomierzem oraz warto redni
Ixr za pomoc ukadu: rezystor wzorcowy woltomierz cyfrowy.
Wspczynnik ksztatu obliczy ze wzoru:
V
z
N
xsr
x
U
I
R
11
,
1
I
I
k
=
=
Narysowa, zaobserwowany na ekranie oscyloskopu, przebieg
chwilowy prdu mierzonego.
2.1.6. Pomiar rezystancji
Pomierzy multimetrem cyfrowym rezystancj rezystora dekadowego w
zakresie od Rmin=.....k do Rmax=.....k.
Wyniki zestawi w tablicy 2.
Tablica 2
Rezystancja nastawiona
k
Rezystancja pomierzona
k
2.2. Czstociomierz cyfrowy
2.2.1. Sprawdzanie przyrzdu
Sprawdzanie przyrzdu polega na pomiarze jego wasnych
czstotliwoci wzorcowych. Przecznik KONTROLA-POMIAR ustawi w pozycji
KONTROLA (klawisz wcinity). Nastpnie naley dla poszczeglnych nastaw
czasu pomiaru (0,01s, 0,1s, 1s i 10s) wybiera przecznikiem
czstotliwoci (pyta tylna przyrzdu) czstotliwoci wzorcowe od 1Hz do
10MHz i sprawdzi, czy przyrzd mierzy poprawnie te czstotliwoci.
2.2.2. Pomiar czstotliwoci
Przecznik KONTROLA-POMIAR ustawi w pooeniu POMIAR (klawisz
wcinity). Przeprowadzi pomiar czstotliwoci generatora funkcji dla
czstotliwoci od fmin=.....kHz do fmax=.....kHz. Wyniki pomiaru
zestawi w tablicy 3.
Tablica 3
Czstotliwo nastawiona
kHz
Czstotliwo pomierzona
kHz
2.2.3. Wykorzystanie czstociomierza jako rda czstotliwoci
wzorcowych
Poczy gniazdo wejciowe oscyloskopu z gniazdem CZSTOTLIWOCI
WZORCOWE WYJCIE umieszczonym na pycie tylnej czstociomierza.
Pomierzy amplitud impulsw dla rnych nastaw przecznika sucego do
wyboru czstotliwoci, umieszczonego rwnie na tylnej pycie
przyrzdu.
Narysowa przykadowy przebieg impulsw.
3. Uwagi i wnioski
PAGE
5
_949220288.unknown
_949735514.unknown
_949990897.unknown
_949991146.unknown
_949999808.unknown
_949991184.unknown
_949991077.unknown
_949922713.unknown
_949990843.unknown
_949735717.unknown
_949735830.unknown
_949735930.unknown
_949735793.unknown
_949735561.unknown
_949311209.unknown
_949475246.unknown
_949478389.unknown
_949480436.unknown
_949480533.unknown
_949481055.unknown
_949478587.unknown
_949475560.unknown
_949475678.unknown
_949475366.unknown
_949311494.unknown
_949388227.unknown
_949311369.unknown
_949226167.unknown
_949310203.unknown
_949224598.unknown
_949215828.unknown
_949217277.unknown
_949217654.unknown
_949215996.unknown
_949215674.unknown
_949215710.unknown
_949131424.unknown
