POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA ELEKTRYCZNA Andrzej Rylski Politechnika Rzeszowska Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych, ul. W. Pola Rzeszów, Pomiary R, L, C metodą mostkową 1.Strona tytułowa 2.Planowanie pomiaru 3.Wskaźniki równowagi mostków stosowane w praktyce 4.Warunek równowagi mostków prądu przemiennego 5.Najczęściej stosowane układy mostków 6.Najczęściej stosowane układy mostków 7.Parametry mostków transformatorowych 8.Mostek techniczny Wheatstone’a TMW-5 9.MOSTEK WHEATSTONE’A – zadanie 10.Mostek techniczny Thomsona TMT-5 11.Mostek techniczny Thomsona TMT-5 zadanie 12.Mostek techniczny Thomsona TMT-5 zadanie 13.Mostek RLC typ E Literatura 15.Mostki niezrównoważone 16.Wprowadzenie 17.Inne przyrządy do pomiaru RLC 18.Mostki niezrównoważone prądu przemiennego 19.Wybrane rodzaje pracy mostka 20.Błąd pomiaru w mostku niezrównoważonym 21.Rozwiązania techniczne mostków niezrównoważonych 22.Mostek niezrównoważony trójprzewodowy z ekranem 23.Literatura

Planowanie pomiaru Hipoteza Eksperyment rozpoznawczy Cel pomiaru Układ pomiarowy Wybór metody pomiaru: Stykowa, bezstykowa, dokładność pomiaru, obciążalność źródła sygnału Odległość układu pomiarowego od obiektu mierzonego, (pomiar zdalny) Wybór przyrządów pomiarowych (dokładność pomiaru, dopasowane impedancyjne, falowe wyjścia do wejścia, zakres, obciążalność źródła sygnału, postać wielkości wyjściowej, cena przyrządu, czas pomiaru) Spis przyrządów pomiarowych, dane katalogowe, błędy, warunki normalne, parametry wejściowe, impedancja, pojemność, rezystancja, czułość Tabela pomiarowa Obliczenia Analiza błędów Wnioski Laboratorium Program ćwiczenia Praca zawodowa TematMultimetr cyfrowy jest uszkodzony Cel ćwiczeniaZnajdź uszkodzenie i napraw podzespół Sprawdzenie podzespołów: przewodów, przełączników, baterii, bezpieczników, układu, połączeń Plan pomiarów Układ pomiarowyWybór układu pomiarowego i przyrządów Plan pomiarów

Wskaźniki równowagi mostków str.196 [5]  Z1Z1 Z3Z3 Z2Z2 Z4Z4 we Y we X Rys Schemat mostka współpracującego z oscyloskopowym wskaźnikiem równowagi Rys Widok ekranu oscyloskopu przy pracy w układzie mostka Rys. 9.C. Układ pracy mostka impedancyjnego z woltomierzem wektorowym

Warunek równowagi mostków prądu przemiennego (8.25) (8.26) 8.27) (8.28) (8.29) 0 < k < 1 wtedy Z1 =Zx < Zw= Z2 (8.31) k >1 Zx > Zw (8.32)

Najczęściej stosowane układy mostków XW 1-21-2 RR0 LL0 CC0 XW 1-21-2 RL-90 L-- CR XW 1+41+4 RR0 LC0 C-- XW 1+41+4 RC L-- CR

Mostki transformatorowe str.202 [5] Rys Schemat mostka transformatorowego (8.40) (8.41) n1 - liczba zwojów przed suwakiem n2 - liczba zwojów za suwakiem k - skala odwzorowania Rys Rysunek uzwojenia wtórnego transformatora z regulacją trójdekadową

Parametry mostków transformatorowych Zakresy pomiarowe w tego typu mostkach są następujące: a) pomiar rezystancji R = 0,01 do , b) pomiar pojemności C = 0,0001 pF do 100F, c) pomiar indukcyjności L = 1 mH do bardzo dużych wartości. Dokładność pomiaru zależy od dokładności wzorca i dokładności wykonania transformatorów. Bezwzględna czułość napięciowa. (8.44)

Mostek techniczny Wheatstone’a TMW-5 Uchyb mostka w % wartości mierzonej: stałym przemiennym Hz dla zakresu m  < 1 <  < 0,5 <  < 0,5 <  < 0,5 < k  < 0,5 < k  < 1 < k  < 1

MOSTEK WHEATSTONE’A - zadanie Obliczyć wartość błędu względnego i bezwzględnego oraz zapisać wynik pomiaru wartości rezystancji technicznym mostkiem Wheatstone’a o następujących danych: zakres ( )m  uchyb mostka  1% wartości mierzonej, wartość odczytana R=655m , nieczułość mostka wynosi  R=5m  /5dz, zauważalne wychylenie galwanometru  min =0,1dz. Obliczyć wartość niepewności oraz zapisz wynik pomiaru wartości rezystancji technicznym mostkiem Wheatstone’a o następujących danych: zakres ( )m  uchyb mostka  1% wartości mierzonej, wartość odczytana R=655m , nieczułość mostka wynosi  R=5m  /5dz, zauważalne wychylenie galwanometru  min =0,1dz.

G Z R1R1 R3R3 R4R4 R3’R3’  R2R2 R4’R4’ r 1 Mostek techniczny Thomsona TMT-5

Mostek techniczny Thomsona TMT-5, zadanie

Mostek RLC typ E-314

Pytania, literatura: Pytania: 1.Wskaźniki równowagi - układy i zasada pracy w mostkach. 2.Zasada i zakres pracy mostków, typy, gdy gałęzie przyległe są gałęziami wzorcowymi i pomiarowymi. 3Zasada i zakres pracy mostków - przykłady gdy gałąź pomiarowa leży naprzeciw gałęzi wzorcowej. 4.Zasada i zakresy pracy mostków transformatorowych. 5.Błędy w mostkach zrównoważonych. Literatura: [1]. Chwaleba A., Czajewski J., Przetworniki pomiarowe wielkości fizycznych, oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej [2]. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A., Metrologia elektryczna WNT Warszawa [3]. Czajewski J., Poński M., Zbiór zadań z metrologii elektrycznej WNT Warszawa [4]. Sydenham P.H., Podręcznik metrologii, WKŁ Warszawa [5].Rylski A., Metrologia II prąd zmienny. OWPRz Rzeszów 2006

POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA ELEKTRYCZNA Andrzej Rylski Politechnika Rzeszowska Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych, ul. W. Pola Rzeszów, Pomiary R, L, C metodą mostkową, m ostki niezrównoważone Zagadnienia: 1.Wprowadzenie 2.Inne przyrządy do pomiaru RLC 3.Mostki niezrównoważone prądu przemiennego 4.Rodzaje pracy mostków niezrównoważonych 5.Błąd pomiaru w mostku niezrównoważonym 6.Rozwiązania techniczne mostków niezrównoważonych 7.Mostek niezrównoważony trójprzewodowy z ekranem 8.Podsumowanie 9.Pytania, literatura 10.Literatura Literatura: [1]. Chwaleba A., Czajewski J., Przetworniki pomiarowe wielkości fizycznych, oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej [2]. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A., Metrologia elektryczna WNT Warszawa [3]. Czajewski J., Poński M., Zbiór zadań z metrologii elektrycznej WNT Warszawa [4]. Sydenham P.H., Podręcznik metrologii, WKŁ Warszawa [5]. Rylski A., Metrologia II prąd zmienny. OWPRz Rzeszów 2006

Wprowadzenie

Inne przyrządy do pomiaru RLC

Mostki niezrównoważone prądu przemiennego str.206 Rys.9.1 Schemat mostka niezrównoważonego prądu przemiennego Rys.9.2 Zależność napięcia nierównowagi mostka w funkcji zmian impedancji Z1 w mostku Z1[]Z1[] U[V] Z 1 = Z 2 = Z 3 = Z 4 =100[  ], U z =1[V] U z =U m sin  t, Z v =  (9.1) (9.2) Iz=Im sinwt Zv=  (9.3) (9.4)

Wybrane rodzaje pracy mostka impedancje zmienne kierunek zmian impedancjinapięcie nierównowagi mostka gdy Z 1  Z 2  Z 3  Z 4 Z1Z1 (+, -)+1(9.5) Z2Z2 (+, -) [9.6) Z 1, Z 3 Z 1 (+, -), Z 3 (+, -)0 Z 1 (+, -), Z 3 (-,+)+2 (9.9) Z 1, Z 4 Z 1 (+, -), Z 4 (+, -)+2 (9.11) Z 1 (+, -), Z 4 (-,+)0 Z 1, Z 2, Z 3 Z 1 (+, -), Z 2 (+,-), Z 3 (+, -)+1+1 (9.13) Z 1, Z 2, Z 3 Z 1 (+, -), Z 2 (+,-), Z 3 (-,+)+3+3 (9.14) Z 1, Z 2, Z 3, Z 4 Z 1 (+,-), Z 2 (+,-), Z 3 (+,-), Z 4 (+,-)0 Z 1, Z 2, Z 3, Z 4 Z 1 (+,-), Z 2 (-,+), Z 3 (-,+), Z 4 (+,-)+4+4 (9.15)

Błąd pomiaru w mostku niezrównoważonym Błąd całkowity takiego pomiaru będzie się składać z sumy błędów: dokładności wyznaczenia i liniowości współczynnika przetwarzania k -  kc, błędu pomiaru U napięcia nierównowagi mostka -  Uc, stabilności źródła Uz -  Uz. (9.17) (9.16) właściwości A 9.3 Kompensacja wpływu zmian teperatury na elemnty mostka 1.mostek pozostaje w równowadze przy jednakowych co do wartości i kierunku zmian tej samej właściwości w przyległych gałęziach mostka

Rozwiązania techniczne mostków niezrównoważonych Rys Układ pracy mostka impedancyjnego z woltomierzem wektorowym Rys Mostek niezrównoważony transformatorowy z pomiarem składowych R,X impedancji Zx=R+jX

Mostek niezrównoważony trójprzewodowy z ekranem Rys Mostek niezrównoważony trójprzewodowy z ekranem Z2Z4  Z1 Z3

Pytania, literatura Pytania: 1.Omów zależność napięcia nierównowagi mostka w funkcji zmian impedancji Z1 w mostku 2.Mostek niezrównoważony do pomiaru rezystancji przetwornika pomiarowego z 1, 2, 3, 4 elementami czynnymi. 3.Metoda kompensacji wpływu zmian temperatury w mostkach rezystancyjnych. 4.Błąd pomiaru w mostku niezrównoważonym 5.Mostek niezrównoważony do pomiaru indukcyjności. 6.Mostek niezrównoważony do pomiaru rezystancji. 7.Mostek niezrównoważony do pomiaru pojemności. 8.Błędy w mostkach niezrównoważonych. 9.Mostek rezystancyjny z woltomierzem wektorowym. 10.Mostek transformatorowy z woltomierzem wektorowym. 11.Mostek ze wzmacniaczem operacyjnym. 12.Sposoby eliminacji wpływu zmian właściwości przewodów doprowadzających (np. ich rezystancji pod wpływem zmian temperatury). 13.Sposób ekranowania mostków. Literatura: [1]. Chwaleba A., Czajewski J., Przetworniki pomiarowe wielkości fizycznych, oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej [2]. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A., Metrologia elektryczna WNT Warszawa [3]. Czajewski J., Poński M., Zbiór zadań z metrologii elektrycznej WNT Warszawa [4]. Sydenham P.H., Podręcznik metrologii, WKŁ Warszawa [5]. Rylski A., Metrologia II prąd zmienny. OWPRz Rzeszów 2006