Pracoviště 1. Vliv vnitřního odporu voltmetru na výstupní napětí můstku Přístroje: •
zdroj stejnosměrného napětí 24 V
•
odporová dekáda 2 ks
•
voltmetr 5kΩ/ V, rozsah 1,2 V
•
voltmetr 1kΩ/ V, rozsah 1,2 V
•
voltmetr číslicový, rozsah 2 V
•
přípravek se dvěma zapojenými odpory R0 = 2kΩ
Úkol měření: 1. Změřte závislost výstupního napětí z můstku VCD = f ( ∆R/ R0 ) při použití číslicového voltmetru a voltmetrů s vnitřními odpory 1kΩ/ V a 5kΩ/ V. 2. Vyneste naměřené hodnoty do grafu, vymezte oblasti linearity a určete citlivosti ve všech třech případech. 3. Porovnejte vliv vnitřního odporu voltmetrů na měření.
Schéma zapojení:
Na dekádách nastavte RD1 = RD2 = R0 = 2 kΩ a připojte napájecí napětí V. Jestliže se voltmetr vychýlí vyrovnejte výchylku na nulovou hodnotu dekádou RD1. Dekádou RD2 rozvažujte můstek. Pro vyvážení použijte číslicový voltmetr.
Měřené hodnoty: Měření digitálním V ; Rv = 10 MΩ 0
± ∆R/R0
0,025
0,05
0,075
0,1
0,125
0,150
0,175
0,2
0,075
0,1
0,125
0,150
0,175
0,2
0,075
0,1
0,125
0,150
0,175
0,2
+ VCD [V] - VCD [V] Měření analogovým V ; 5 kΩ/V 0
± ∆R/R0
0,025
0,05
+ VCD [V] - VCD [V] Měření analogovým V ; 1 kΩ/V 0
± ∆R/R0
0,025
0,05
+ VCD [V] - VCD [V] Pozn. + VCD a - VCD znamená, že máte měřit oběma směry od základní hodnoty R0
Vyhodnocení: digitální V, 10MΩ
lineární oblast ≤
citlivost =
analogový V, 5 kΩ/V
lineární oblast ≤
citlivost =
analogový V, 1 kΩ/V
lineární oblast ≤
citlivost =
relativ e error
Lineární (Rv = 10MOhm)
Pozn. Rozsah použití (lineární oblast) stanovte jako šířku pásma, kde je relativní chyba menší než 5 procent.
0
5 ,0
0
Rv = 10MOhm
2,0 0 1,0
00
V
V
Rk + Rv
10
0 80
0 60
0 40
0 20
0
0,0
0
CD
kde
V0 =
-5 ,0
0
-4 ,0
0
-3 ,0
0
-2 ,0
0
-1 ,0
0
-2 00
-4 00
-6 00
-8 00
0 -1 00
Output voltage (V)
0
3,0
0
4,0
Pozn. Použité zapojení je 1/4 můstek, přesná teoretická závislost výstupního napětí V0 V CD je V = R ⋅I = R ⋅
Bridge unbalance (Ohm)
RK =
R0 R0 V− ⋅V R0 + R0 2 R0 ± ∆R
R ( R ± ∆R ) R0 R0 + 0 0 R0 + R0 R0 + ( R0 ± ∆R )
Tuto funkci je možné pro malé ∆R aproximovat lineární závislostí, určenou jako tečna v počátku, tj. dVCD/d∆R Relativní chyba mezi přesnou a aproximovanou závislostí je V −V R ⋅V δ [ % ] = CDLin CD ⋅100 VCDLin = + 2 V ⋅ ∆R VCDLin 4 R0 + 4 RV R0
Pracoviště 2. Vliv vnitřního odporu voltmetru na výstupní napětí můstku Přístroje: •
zdroj stejnosměrného napětí 24 V
•
odporová dekáda 2 ks
•
voltmetr 5kΩ/ V, rozsah 1,2 V
•
voltmetr 1kΩ/ V, rozsah 1,2 V
•
voltmetr číslicový, rozsah 2 V
•
přípravek se dvěma zapojenými odpory R0 = 10 kΩ
Úkol měření: 1. Změřte závislost výstupního napětí z můstku UCD = f ( ∆R/ R0 ) při použití číslicového voltmetru a voltmetrů s vnitřními odpory 1kΩ/ V a 5kΩ/ V. 2. Vyneste naměřené hodnoty do grafu, vymezte oblasti linearity a určete citlivosti ve všech třech případech. 3. Porovnejte vliv vnitřního odporu voltmetrů na měření.
Schéma zapojení:
Na dekádách nastavte RD1 = RD2 = R0 = 10 kΩ a připojte napájecí napětí V. Jestliže se voltmetr vychýlí vyrovnejte výchylku na nulovou hodnotu dekádou RD1. Dekádou RD2 rozvažujte můstek. Pro vyvážení použijte číslicový voltmetr.
Měřené hodnoty: Měření digitálním V ; Rv = 10 MΩ ± ∆R/R0
0
0,025
0,05
0,075
0,1
0,125
0,150
0,175
0,2
0,075
0,1
0,125
0,150
0,175
0,2
0,075
0,1
0,125
0,150
0,175
0,2
+ VCD [V] - VCD [V] Měření analogovým V ; 5 kΩ/V ± ∆R/R0
0
0,025
0,05
+ VCD [V] - VCD [V] Měření analogovým V ; 1 kΩ/V ± ∆R/R0
0
0,025
0,05
+ VCD [V] - VCD [V] Pozn. + VCD a - VCD znamená, že máte měřit oběma směry od základní hodnoty R0
Vyhodnocení: digitální V, 10MΩ
lineární oblast ≤
citlivost =
analogový V, 5 kΩ/V
lineární oblast ≤
citlivost =
analogový V, 1 kΩ/V
lineární oblast ≤
citlivost =
Závěr:
Pracoviště 3 Měření na diferenciálním můstku Tvořeným diferenciálním induktančním snímačem posunutí a přesným víceotáčkovým potenciometrem
Přístroje: •
transformátor 220 V/ 24 V
•
regulační odpor 600 Ω
•
elektronický voltmetr, rozsah 6 V
•
ampérmetr střídavý, rozsah 200 mA
•
přípravek se snímačem posunutí a deseti-otáčkovým potenciometrem 10 kΩ
Úkol měření: 1. Změřte závislost napětí v diagonále můstku VCD jako funkci posunutí x jádra diferenciálního induktančního snímače. Polohu jezdce potenciometru nastavte na 5 otáček ( tj. na R0 /2 ). Zapište si polohu jádra x , kdy VCD je rovno nule. 2. Změřte závislost napětí v diagonále můstku VCD jako funkci otáček ( n ) potenciometru. Polohu jádra diferenciálního transformátoru nastavte na hodnotu ( x ) určenou při předchozím měření. 3. Vyneste obě závislosti do grafu a zjistěte citlivost v obou případech.
Schéma zapojení:
Změřené hodnoty: Proměnný rezistor nastaven do polohy R0 /2 ( 5 otáček ) x [mm]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
VCD [V] Induktanční transformátorový snímač nastaven do polohy x = ……….. mm ( pro VCD = 0 ) n [ot]
0
1
2
3
4
5
6
VCD [V]
Vyhodnocení měření: Citlivost při změně polohy jádra transformátorového snímače c = Citlivost při změně polohy jezdce potenciometru c =
Závěr:
7
8
9
10
