St ední pr myslová škola elektrotechnická a Vyšší odborná škola, Pardubice, Karla IV. 13
LABORATORNÍ CVI ENÍ St ední pr myslová škola elektrotechnická
P íjmení:
Hlad na
Jméno:
Jan
Datum m ení:
Školní rok:
2005 / 06
Datum odevzdání 24. ÍJNA 2005
T ída / Skupina:
3
íslo úlohy:
3.B / 2
10. ÍJNA 2005
Klasifikace:
NÁZEV ÚLOHY
M
ENÍ POTENCIOMETR
Po et stran
11
Po et grafických p íloh
4
ZADÁNÍ
1) Zm te pr b h odporu v závislosti na poloze b žce ohmmetrem a) U lineárního potenciometru P1 b) U logaritmického potenciometru P2 Nam ené hodnoty vyneste do toleran ního pole p íslušného potenciometru udaného výrobcem. 2) Zm te soub h tandemového potenciometru P3, P4 používaného pro stereofonní zesilova . Do grafu vyneste pr b h odporu obou potenciometr a závislost soub hu v dB na poloze b žce dvojitého potenciometru. 3) Zm te závislost výstupního nap tí na poloze b žce lineárního potenciometru zapojeného jako d li nap tí p i výstupu naprázdno a p i dvou r zných hodnotách zat žovacího odporu. 4) Na elektronickém potenciometru typu DALLAS zm te závislost výstupního nap tí na po tu p epínacích puls .
ÚVOD
M ení potenciometr je v praxi b žnou záležitosti. Potenciometry jsou tvo eny odporovou dráhou a sb ra em (odbo kou). Díky tomu lze odpor regulovat v požadovaných rozmezích. Posouvání sb rnice u oto ného potenciometru je kolem osy, na kterou je p ipojen sb ra . Použití potenciometr m že být r zné. Najdeme je u zdroj , rádií, zesilova atd. Prakticky veškerá elektrická za ízení fungují ve smyslu zm ny elektrického odporu a využívají k tomu potenciometry. Používají se pro regulaci nap tí a proudu v r zných zapojeních. asto se používají potenciometry i k d lení užite ného signálu. U potenciometr je krom r zného použití i r zná konstrukce. Potenciometry se d lí podle konstrukce na drátové, kde se jezdec pohybuje po namotané drátové dráze a m ní tím sv j odpor a d lí tak nap tí do ur itého pom ru. Další konstrukce je uhlíková. Zde se pohybuje jezdec po uhlíkovém vále ku. Potenciometry rozeznáváme také exponenciální, logaritmické a lineární.
SCHÉMA
1) M ení potenciometru ohmmetrem
Ω P1,2 2) M ení tandemového potenciometru R1 R2
mA1 P3
mA2
U21
P4
Z V22
V1
V2
3) M ení závislosti výstupního nap tí P1
Z POPIS M
V3
Rz12
ENÍ
1) V závislosti na úhlu nato ení h ídele potenciometru m íme m stkem Omega I hodnotu odporu mezi za átkem odporové dráhy a b žcem. Nam ené hodnoty zapíšeme do tabulky, vyjád íme odpor R i úhel nato ení v procentech z maximálních hodnot a takto p epo tené hodnoty vyneseme do toleran ního pole p ekresleného z konstruk ního katalogu potenciometr . R = f (α ) 2) M ení provedeme voltamperickou metodou. Oba potenciometry zapojíme jako d li e nap tí. P edpokládáme, že zatížení obou d li voltmetry je stejné a že chyba vzniklá odchylkou hodnoty Ri obou voltmetr je zanedbatelná. P i m ení udržujeme konstantní a stejné hodnoty proud obou potenciometr (I1 = I2). Soub h S je definován pom rem S[dB] = 20 log(U2/U1). Podle údaj od výrobce nemá u m eného typu potenciometr p esáhnout hodnotu ±3dB. Z nam ených hodnot nap tí a proud vyhodnotíme také závislost odpor RP3 a RP4 na poloze b žce potenciometru RP3 = U21/I1 a RP4 = U22/I2. Do graf vyneseme závislosti RP3 = f( ), RP4 = f( ) jako u bodu 1 a s[db] = f( ), kde vyjád íme op t v % max. 3) V zapojení podle schéma (3) m níme polohu b žce potenciometru P2 po 30°. Na voltmetru V ode ítáme výstupní nap tí U. M ení provedeme s odpojeným RZ a po p ipojení. RZ1 = RP1jm, RZ2 = 5 RP1jm. Závislost U = f( ) vyneseme do grafu. Vyhodnotíme vliv zát že na pr b h grafu.
NAM
ENÉ A VYPO TENÉ HODNOTY
a) Pr b h odporu logaritmického potenciometru (Rjm = 10 k ) a [°] a [%] R [k ] R [%]
0 0 0,317 3,17
30 10 2,1 21
60 20 5,22 52,2
90 30 7,1 71
120 40 7,92 79,2
150 50 8,54 85,4
180 60 8,8 88
210 70 8,99 89,9
240 80 9,31 93,1
270 90 9,42 94,2
300 100 9,44 94,4
P íklad výpo tu: 100 ⋅ 120 = 40% α [%] = 300 R[%] =
R[kΩ] 7,92 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 79,2% R jm 10
b) Pr b h odporu lineárního potenciometru (Rjm = 300 k ) a [°] a [%] R [k ] R [%]
0 0 0 0
30 10 30,81 10,27
60 20 60,97 20,32
90 30 90,08 30,03
120 40 120,1 40,03
150 50 150,17 50,06
180 60 180,98 60,33
210 70 210,88 70,29
240 270 80 90 240,01 270,81 80 90,27
300 100 300,02 100,01
P íklad výpo tu: 100 ⋅ 120 = 40% α [%] = 300 R[%] =
R[kΩ] 120,1 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 40,03% R jm 300
c) Soub h tandemového potenciometru (Rjm = 50k , Ijm = 0,1mA) α [°] α [%] U1 [V] U2 [V] R1 [kΩ] R1 [%] R2 [kΩ ] R2 [%] S [dB]
0 30 0 10 0 0,008 0 0,018 0 80 0 0,16 0 180 0 0,36 - -7,044
60 20 0,069 0,03 690 1,38 300 0,6 7,235
90 30 0,206 0,149 2060 4,12 1490 2,98 2,814
120 40 0,349 0,284 3490 6,98 2840 5,68 1,79
150 50 0,497 0,434 4970 9,94 4340 8,68 1,177
180 60 1 0,857 10000 20 8570 17,14 1,34
P íklad výpo tu: 100 α [%] = ⋅ 150 = 50% 300
210 70 1,525 1,28 15250 30,5 12800 25,6 1,521
240 80 2,79 2,18 27900 55,8 21800 43,6 2,143
270 90 4,5 3,62 45000 90 36200 72,4 1,89
300 100 5,33 4,51 53300 106,6 45100 90,2 1,451
R1 =
U1 0,497 = = 4970Ω I jm 0,0001
R2 =
U2 0,434 = = 4340Ω I jm 0,0001
R1 [%] =
R1 [Ω] 4970 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 9,94% R jm 50000
R2 [%] =
R2 [Ω] 4340 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 8,68% 50000 R jm
S = 20 ⋅ log
U1 0,497 = 20 ⋅ log = 1,177 dB U2 0,434
d) M ení výstupního nap tí α [°]
U0 [V]
0 0 0,1
30 10 0,626
60 20 2,67
90 30 4
120 40 5,58
150 50 7,82
180 60 9,07
URz1 [V] URz2 [V]
0,1 0,1
0,628 0,45
1,46 1,15
2,4 1,72
3,19 3,2
3,98 3,81
4,99 3,51
α [%]
P íklad výpo tu: 100 ⋅ 120 = 40% α [%] = 300
210 240 70 80 10,77 12,41 6,35 4,44
8,43 6,17
270 90 14,15
300 100 15
11,52 9,55
15,02 15,03
Pr b h odporu lineárního potenciometru
300
R [kΩ ]
250 200 150 100 50 0 0
25
50
75
100
α [%] 10.10.2005
Jan Hlad na, 3.B
R [kΩ ]
Pr b h odporu logaritmického potenciometru
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
25
50
75
100
α [%] 10.10.2005
Jan Hlad na, 3.B
S [dB]
Závislost soub hu na poloze b žce
8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 0 -3 -4 -5 -6 -7 -8
25
50
75
100
α [%] 10.10.2005
Jan Hlad na, 3.B
Závislost výstupního nap tí na poloze b žce
16 14
U [V]
12 10
U0 [V]
8
URz1 [V]
6
URz2 [V]
4 2 0 0
25
50
75
100
α [%] 10.10.2005
Jan Hlad na, 3.B
4) Z d vodu nedostatku asu nebylo bohužel možné stihnou zpracovat závislost výstupního nap tí na po tu p epínacích puls elektronického potenciometru DALLAS.
ZÁV R
P i m ení s potenciometry jsme se p esv d ili o jejich užite nosti a pestrosti využití. P i m ení tandemového potenciometru jsme zjistili, že v první t etin svého rozsahu nevyhovuje dané toleranci ±3 dB, ale jeho soub h je v rozmezí od –7 do 7,2 dB. Objasnili jsme si pravidla proudových a nap ových d li . Všechny použité p ístroje splnily svou funkci a nevyskytly se žádné problémy. Námi p edpokládané hodnoty p i m ení se nám potvrdily p i následných ov ovacích výpo tech. Žádné m ení nebylo zatíženo hrubou chybou.
POUŽITÉ P ÍSTROJE A POM CKY Ozna ení ve schématu
P1 P2 P3 - P4
P ístroj Pom cka
Výrobce Typ p ístroje
Systém
Druh
Lineární potenciometr
TESLA
Drátový
oto ný
Logaritmický potenciometr
TESLA
Tandemový potenciometr
Inventární íslo Výrobní íslo
300 kΩ
Drátový oto ný
Oto ný
Poznámka Rozsah
10 kΩ
TP 283b 50kG
Rz1
Rezistor
TESLA
Drátový
Z
Zdroj
ZLATNÍK - OV
Regulovatelný Stejnosm rný
A-MK-276
mA1,2
Ampérmetr
PU - 510
Magnetoelektrický Stejnosm rný
A-MK-282
V1,2
Voltmetr
METEX - 3850D
Digitální Automatický
MK-0046
Ω
Ohmmetr
METEX - 3850D
Digitální Automatický
MK-0046
50 kΩ
500 Ω
30 V
