28.06.2015 Views

7-merenja_u_elektronici_laboratoijske_vezbe734

7-merenja_u_elektronici_laboratoijske_vezbe734

7-merenja_u_elektronici_laboratoijske_vezbe734

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

FAKULTET TEHNIČ KIH NAUKA U NOVOM SADU<br />

UPUTSTVO<br />

ZA LABORATORIJSKE VEŽBE<br />

IZ MERENJA U ELEKTRONICI<br />

NOVI SAD<br />

2011.


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

I ciklus vežbi


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 2.<br />

UTICAJ SISTEMATSKE GREŠKE NA REZULTAT MERENJA<br />

ZADATAK: Izmeriti otpornost datog otpornika U/I metodom, naponskim i<br />

strujnim spojem, i analizirati uticaj sistematske greške koja nastaje zbog<br />

konačnih unutrašnjih otpornosti upotrebljenih instrumenata.<br />

PRIBOR: E - izvor jednosmernog napona;<br />

R 1 - klizni otpornik PRN 432;<br />

A - miliampermetar ∋ 515;<br />

V - voltmetar BL 1;<br />

R x - otpornik nepoznate otpornosti.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

2.1 Merenje otpornosti naponskim spojem<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na<br />

slici 2.1.<br />

A<br />

Pre uključivanja izvora, ručicu<br />

potenciometra R 1 postaviti u takav<br />

položaj da struja kroz ampermetar<br />

bude minimalna.<br />

E<br />

R 1<br />

V<br />

R x<br />

- Ručicu potenciometra R 1<br />

pomerati dok voltmetar ne pokaže<br />

napon od 1 V. Očitati odgovarajuću<br />

vrednost struje i uneti u tabelu 2.1.<br />

Slika 2.1 Merenje otpornosti<br />

naponskim spojem<br />

- Ponoviti postupak i za napone od 2 V do 6 V, sa korakom od 1 V.<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Uticaj sistematske greške na rezultat <strong>merenja</strong><br />

U, V 1 2 3 4 5 6<br />

I, mA<br />

Tabela 2.1 Rezultati <strong>merenja</strong> otpornosti naponskim spojem<br />

- Na slici 2.2 prikazati zavisnost U=f( I ).<br />

Slika 2.2 Zavisnost U=f( I ) pri merenju otpornosti naponskim spojem<br />

- Sa slike 2.2 grafički odrediti vrednost otpornosti R mg (R mg je jednako<br />

koeficijentu pravca dobijenog sa grafika):<br />

ΔU<br />

R mg<br />

= =<br />

.<br />

ΔI<br />

- Zabeležiti vrednosti onih karakteristika mernih instrumenata koje su<br />

neophodne za sva izračunavanja u tački 2.1.<br />

- Za poslednji par <strong>merenja</strong> (6 V, ? mA) izračunati tačnu vrednost merene<br />

otpornosti R x , koja se dobija kada se izvrši korekcija rezultata <strong>merenja</strong> zbog<br />

konačne unutrašnje otpornosti R V voltmetra, apsolutnu i relativnu sistematsku<br />

grešku koja nastaje zbog konačne unutrašnje otpornosti voltmetra, i sigurne<br />

granice greške <strong>merenja</strong>.<br />

2-2


R m<br />

ΔR<br />

x<br />

ΔR<br />

R<br />

x<br />

x<br />

ΔR<br />

R<br />

x<br />

U<br />

= = I<br />

x<br />

= R<br />

m<br />

R<br />

=<br />

m<br />

− R<br />

x<br />

− R<br />

R<br />

x<br />

⎛ R ≤ ⎜1<br />

+<br />

⎝ R<br />

x<br />

x<br />

V<br />

Uticaj sistematske greške na rezultat <strong>merenja</strong><br />

Rx<br />

RV<br />

= −<br />

R<br />

1+<br />

R<br />

x<br />

V<br />

Rx<br />

RV<br />

= −<br />

R<br />

1+<br />

R<br />

⎞⎛<br />

U<br />

⎟⎜<br />

⎠⎝<br />

U<br />

max<br />

kl<br />

x<br />

V<br />

V<br />

1<br />

, Rx<br />

= Rm<br />

=<br />

Rm<br />

1−<br />

R<br />

Rx<br />

=<br />

,<br />

= ,<br />

I<br />

+<br />

I<br />

max<br />

kl<br />

A<br />

⎞ R<br />

⎟ +<br />

⎠ R<br />

x<br />

V<br />

ΔR<br />

R<br />

ΔRx<br />

ΔR x<br />

= Rx<br />

≤<br />

.<br />

R<br />

x<br />

V<br />

V<br />

=<br />

x<br />

- Komentarisati doprinos sigurnih granica grešaka ⏐ΔU/U⏐, ⏐ΔI/I⏐, i<br />

⏐ΔR V /R V ⏐.<br />

- Konačan rezultat <strong>merenja</strong> otpornosti R x naponskim spojem:<br />

R ΔR<br />

=<br />

, odnosno,<br />

x<br />

±<br />

x<br />

⎛ ΔR<br />

⎞<br />

⎜<br />

x<br />

R ⎟<br />

x<br />

1 ±<br />

=<br />

.<br />

⎝ Rx<br />

⎠<br />

2-3


Uticaj sistematske greške na rezultat <strong>merenja</strong><br />

-Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

2.2 Merenje otpornosti strujnim spojem<br />

-Sastaviti kolo prema šemi na<br />

slici 2.3.<br />

- Izmeriti otpornost R x strujnim<br />

spojem, menjajući napon u istom<br />

opsegu kao i kod <strong>merenja</strong> naponskim<br />

spojem. Rezultate uneti tabelu 2.2.<br />

- Na slici 2.4 prikazati zavisnost<br />

U=f( I ) i grafički odrediti vrednost<br />

izmerene otpornosti Rmg.<br />

E<br />

R 1<br />

V<br />

A<br />

Slika 2.3 Merenje otpornosti<br />

strujnim spojem<br />

R x<br />

U, V 1 2 3 4 5 6<br />

I, mA<br />

Tabela 2.2 Rezultati <strong>merenja</strong> otpornosti strujnim spojem<br />

ΔU<br />

R mg<br />

= =<br />

.<br />

ΔI<br />

- Zabeležiti vrednosti onih karakteristika mernih instrumenata koje su<br />

neophodne za sva izračunavanja u tački 2.2.<br />

- Za poslednji par <strong>merenja</strong> (6 V, ? mA) izračunati tačnu vrednost merene<br />

otpornosti R x , koja se dobija kada se izvrši korekcija rezultata <strong>merenja</strong> zbog<br />

konačne unutrašnje otpornosti R A ampermetra, apsolutnu i relativnu sistematsku<br />

grešku koja nastaje zbog konačne unutrašnje otpornosti ampermetra, i sigurne<br />

granice greške <strong>merenja</strong>.<br />

2-4


Uticaj sistematske greške na rezultat <strong>merenja</strong><br />

Slika 2.4 Zavisnost U=f( I ) pri merenju otpornosti strujnim spojem<br />

U<br />

R m<br />

= = I R R − R =<br />

x<br />

=<br />

m A<br />

ΔRx<br />

RA<br />

Δ Rx<br />

= Rm<br />

− Rx<br />

=<br />

, = =<br />

R R<br />

x<br />

x<br />

ΔR<br />

R<br />

x<br />

x<br />

⎛ R ≤ ⎜1<br />

+<br />

⎝ R<br />

A<br />

x<br />

⎞⎛<br />

U<br />

⎟⎜<br />

⎠⎝<br />

U<br />

max<br />

kl<br />

V<br />

I<br />

+<br />

I<br />

max<br />

kl<br />

A<br />

⎞ R<br />

⎟ +<br />

⎠ R<br />

A<br />

x<br />

ΔR<br />

R<br />

A<br />

A<br />

=<br />

ΔRx<br />

ΔR x<br />

= Rx<br />

≤<br />

.<br />

R<br />

x<br />

- Komentarisati doprinos sigurnih granica grešaka ⏐ΔU/U⏐, ⏐ΔI/I⏐, i<br />

⏐ΔR A /R A ⏐.<br />

2-5


Uticaj sistematske greške na rezultat <strong>merenja</strong><br />

- Konačan rezultat <strong>merenja</strong> otpornosti R x strujnim spojem:<br />

R ΔR<br />

=<br />

, odnosno,<br />

x<br />

±<br />

x<br />

⎛ ΔR<br />

⎞<br />

⎜<br />

x<br />

R ⎟<br />

x<br />

1 ±<br />

=<br />

.<br />

⎝ Rx<br />

⎠<br />

-Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

2.3 Poređenje rezultata dobijenih naponskim i strujnim spojem i<br />

zaključak<br />

2-6


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 3.<br />

INSTRUMENT ZA MERENJE NAIZMENIČNE STRUJE I NAPONA<br />

ZADATAK: Proširiti merno područje instrumenta sa kretnim kalemom koristeći<br />

jednostrani i dvostrani ispravljač.<br />

PRIBOR: Tr - odvojni transformator;<br />

V - voltmetar ∋ 515;<br />

R 1 - klizni otpornik PRN 432;<br />

R p - dekadna kutija otpornika MA 2112;<br />

R s - dekadna kutija otpornika MA 2102;<br />

μA - mikroampermetar K-2;<br />

O - osciloskop;<br />

Gr - Grecov ispravljač.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

3.1 Instrument sa jednostranim ispravljačem<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na slici 3.1.<br />

Tr<br />

∼ +<br />

220 V<br />

R p<br />

D 2<br />

V<br />

R { μA O<br />

R 1<br />

D 1<br />

-<br />

Slika 3.1 Voltmetar za naizmenični napon sa jednostranim ispravljačem<br />

- Proveriti da li instrumenti pre priključivanja izvora pokazuju nulu.<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Instrument za merenje naizmenične struje i napona<br />

- Za diode D 1 i D 2 koristiti diode iz Grecovog ispravljača.<br />

- R p postaviti na najveću vrednost a R š na vrednost od 2 320 Ω (to je<br />

jednako unutrašnjoj otpornosti mikroampermetra).<br />

20 V.<br />

- Ručicom potenciometra R 1 povećavati napon tako da voltmetar pokaže<br />

- R p smanjivati sve dok mikroampermetar ne dostigne pun otklon. Neka je<br />

to R p izmereno .<br />

- Za kolo na slici 3.1 izračunati otpornost R p izračunato tako da mikroampermetar<br />

ima puno skretanje kada se na ulaz voltmetra dovede napon<br />

efektivne vrednosti 20 V.<br />

R p izmereno = , R p izračunato =<br />

- Da li se izmerena vrednost R p slaže sa izračunatom?<br />

- Snimiti zavisnost skretanja kazaljke mikroampermetra od pokazivanja<br />

volltmetra: α = f(U). Napon U menjati ručicom potenciometra R 1 u opsegu od 2 V<br />

do 20 V, sa korakom od 2 V. Rezultate uneti u tabelu 3.1.<br />

- Vrednost Δα = α-α 0 je odstupanje od idealne karakteristike dobijenog<br />

voltmetra za naizmeničnu struju. α 0 se određuje kao:<br />

α<br />

α<br />

0<br />

=<br />

U<br />

max<br />

eff max<br />

U eff<br />

U (V) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20<br />

α<br />

(pod)<br />

Δα (pod)<br />

Tabela 3.1 Rezultati očitanja voltmetra i mikroampermetra<br />

3-2


Instrument za merenje naizmenične struje i napona<br />

- Na slici 3.2 prikazati zavisnost Δα = f(U).<br />

Slika 4.2 Zavisnost Δα = f(U) za voltmetar sa jednostranim ispravljačem<br />

- Izračunati karakterističnu otpornost ostvarenog voltmetra za naizmenični<br />

napon, sa jednostranim ispravljačem:<br />

R<br />

'<br />

V<br />

R<br />

=<br />

U<br />

V<br />

max<br />

R<br />

=<br />

p<br />

+ (<br />

μA<br />

s<br />

) =<br />

U<br />

R<br />

max<br />

R<br />

.<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

3.2 Instrument sa dvostranim ispravljačem<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na slici 3.3.<br />

220 V<br />

Tr<br />

R p<br />

∼<br />

V<br />

- R { μA O<br />

+<br />

Gr<br />

R 1<br />

∼<br />

Slika 3.3 Voltmetar za naizmenični napon sa dvostranim ispravljačem<br />

3-3


20 V.<br />

Instrument za merenje naizmenične struje i napona<br />

- R p postaviti na najveću vrednost.<br />

Ručicom potenciometra R 1 povećavati napon tako da voltmetar pokaže<br />

- R p smanjivati sve dok mikroampermetar ne dostigne pun otklon. Neka je<br />

to R p izmereno .<br />

- Za kolo na slici 3.3 izračunati otpornost R p izračunato, tako da mikroampermetar<br />

ima puno skretanje kada se na ulaz voltmetra dovede napon<br />

efektivne vrednosti 20 V.<br />

R p izmereno = , R p izračunato =<br />

- Da li se izmerena vrednost R p slaže sa izračunatom?<br />

- Snimiti zavisnost skretanja kazaljke mikroampermetra od pokazivanja<br />

volltmetra: α = f(U). Napon U menjati ručicom potenciometra R 1 u opsegu od 2 V<br />

do 20 V, sa korakom od 2 V. Rezultate uneti u tabelu 3.2.<br />

U (V) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20<br />

α (pod)<br />

Δα (pod)<br />

Tabela 3.2 Rezultati očitanja voltmetra i mikroampermetra<br />

- Na slici 3.4 prikazati zavisnost Δα = f(U).<br />

- Izračunati karakterističnu otpornost ostvarenog voltmetra za naizmenični<br />

napon, sa dvostranim ispravljačem:<br />

R<br />

'<br />

V<br />

R<br />

=<br />

U<br />

V<br />

max<br />

R<br />

=<br />

p<br />

+ ( Rμ<br />

A<br />

Rs<br />

) =<br />

U<br />

max<br />

.<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

3-4


Instrument za merenje naizmenične struje i napona<br />

Slika 3.4 Zavisnost Δα = f(U) za voltmetar sa dvostranim ispravljačem<br />

3.3 Zaključak<br />

3-5


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 4.<br />

UTICAJ TALASNIH OBLIKA NA POKAZIVANJE INSTRUMENATA<br />

ZADATAK: Izmeriti amplitude napona različitih talasnih oblika različitim<br />

instrumentima i uporediti ih sa izračunatim vrednostima.<br />

PRIBOR: G - generator funkcija;<br />

V 1 - univerzalni instrument US3b;<br />

V 2 - univerzalni instrument UNIMER 1;<br />

V 3 - voltmetar ∋ 515;<br />

O - osciloskop.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

4.1 Pokazivanje instrumenata pri frekvenciji od 0,1 Hz<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na<br />

slici 4.1.<br />

- Na generatoru funkcija G<br />

izabrati prostoperiodičan talasni oblik<br />

napona, učestanosti 0,1 Hz i amplitude<br />

od 1 V. Amplitudu napona podesiti<br />

koristeći osciloskop.<br />

- Izmerene vrednosti<br />

(maksimalna pokazivanja) U 1 , U 2 , i U 3<br />

uneti i tabelu 4.1.<br />

G O V V V<br />

1 2 3<br />

Slika 4.1 Merenje napona<br />

različitim instrumentima<br />

- Imajući u vidu način rada svakog instrumenta, izračunati onu amplitudu<br />

U r koju bi morao da ima mereni napon, pa da proizvede očitana pokazivanja U 1 ,<br />

U 2 . i U 3 .<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Uticaj talasnih oblika na pokazivanje instrumenata<br />

4.2 Pokazivanje instrumenata pri frekvenciji od 50 Hz<br />

- Na generatoru funkcija G redom birati različite talasne oblike napona,<br />

učestanosti 50 Hz, i amplitude od 2 V. Amplitudu napona podesiti koristeći<br />

osciloskop.<br />

- Očitati pokazivanja U 1 , U 2 i U 3 i uneti ih u tabelu 4.1.<br />

- Iz očitanih vrednosti na instrumentima izračunati kolika je morala biti<br />

amplituda U r merenog napona. Rezultate takođe uneti u tabelu 4.1.<br />

Talasni oblik ∼ ∼<br />

Učestanost f, (Hz) 0,1 50 50 50<br />

Amplituda napona na osciloskopu, (V) 1 2 2 2<br />

Pokazivanje instrumenta U 1 ,(V)<br />

V 1 Izračunata amplituda U r , (V)<br />

Pokazivanje instrumenta, U 2 , V<br />

V2 Izračunata amplituda U r , (V)<br />

Pokazivanje instrumenta U 3 ,(V)<br />

V3 Izračunata amplituda U r ,, (V)<br />

Tabela 4.1 Rezultati <strong>merenja</strong> amplituda napona različitih talasnih oblika,<br />

različitim instrumentima, pri različitim učestanostima<br />

4.3 Zaključak<br />

4-2


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 5.<br />

PROŠIRIVANJE MERNOG OPSEGA AMPERMETRA I VOLTMETRA<br />

ZADATAK:<br />

Proširiti merni opseg datog mikroampermetra i milivoltmetra.<br />

PRIBOR: E - Izvor jednosmernog napona;<br />

μA - mikroampermetar;<br />

mA - miliampermetar ΦBLO 120;<br />

V 1 - milivoltmetar;<br />

V - voltmetar;<br />

R - klizni otpornik PRN 432, 10 kΩ/0,18 A;<br />

R š ,R p - dekadna kutija otpornika MA 2102;<br />

R 1 - klizni otpornik PRN 432, 1 000Ω/0,57 A;<br />

P - prekidač.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

5.1 Proširivanje mernog opsega ampermetra<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na<br />

slici 5.1.<br />

- Pre priključivanja izvora<br />

postaviti otpornost R na najveću vrednost<br />

a prekidač P otvoriti. Proveriti da<br />

li instrumenti pokazuju nulu.<br />

- Nakon uključivanja izvora,<br />

smanjivati vrednost R dok mikroampermetar<br />

ne pokaže pun otklon.<br />

Izmeriti tada miliampermetrom struju<br />

I=I 0 i dobijeni rezultat uneti u tabelu 5.1.<br />

- Da bi se merni opseg mikroampermetra proširio n puta, treba da mu se<br />

veže šant R š kao na slici 5.1. Postaviti R š na najveću vrednost i zatvoriti prekidač<br />

P.<br />

E<br />

μΑ I 0<br />

R<br />

R {<br />

P<br />

R 1<br />

mA<br />

I<br />

Slika 6.1 Proširivanje mernog<br />

opsega mikroampermetra<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Proširivanje mernog opsega ampermetra i voltmetra<br />

- Smanjivati vrednost R š dok se ne postigne približno traženi odnos struja<br />

I/I 1 ≈n.<br />

- Uzastopno podešavati otpornosti R i R š dok mikroampermetar ne pokaže<br />

pun otklon i istovremeno struja I bude tačno n puta veća od struje I 0 . Odgovarajuće<br />

konačne vrednosti struje n I 0 i otpornosti R š uneti u tabelu 6.1.<br />

Kao uzgredan rezultat ovakvog eksperimentalnog nalaženja vrednosti<br />

šanta za proširenje mernog opsega mikroampermetra, dobijena vrednost R š<br />

omogućava izračunavanje unutrašnje otpornosti R A mikroampermetra:<br />

R A = (n-1) R š .<br />

n I 0 (μA) I (mA) R š (Ω) R A (Ω)<br />

1<br />

2<br />

4<br />

6<br />

Tabela 5.1 Rezultati <strong>merenja</strong> pri proširivanju mernog opsega mikroampermetra<br />

- Ponoviti opisan postupak nalaženja odgovarajućih vrednosti R š i za<br />

druge vrednosti n iz tabele 5.1.<br />

- U kolikoj meri se slažu dobijene vrednosti za R A kada se računaju preko<br />

različitih vrednosti za n?<br />

5.2 Proširivanje mernog opsega voltmetra<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na slici 5.2.<br />

Pre uključenja izvora, postaviti klizač potenciometra R 1 u takav položaj da<br />

voltmetar V, nakon priključenja izvora, pokaže najmanju vrednost. Proveriti da li<br />

voltmetri pokazuju nulu. Prekidač P zatvoriti.<br />

5-2


Proširivanje mernog opsega ampermetra i voltmetra<br />

- Priključiti izvor napona.<br />

R p<br />

- Ručicom potenciometra R 1<br />

povećavati napon dok voltmetar V 1 ,<br />

kome se proširuje merni opseg, ne<br />

pokaže pun otklon. Pokazivanje voltmetra<br />

V, U=U 0 , uneti u tabelu 5.2.<br />

- Da bi se merni opseg proširio<br />

n puta, treba mu vezati predotpornik<br />

R p , kao na slici 5.2.<br />

- Postaviti R na najmanju vrednost<br />

i otvoriti prekidač P.<br />

- Povećavati vrednost R p dok se ne postigne približno traženi odnos<br />

napona U/U1≈n.<br />

- Uzastopno podešavati R 1 i R p sve dok voltmetar V 1 ne pokaže pun otklon<br />

i istovremeno napon U na voltmetru V bude tačno n puta veći od napona U 0 .<br />

Odgovarajuće konačne vrednosti napona U = n U 0 i otpornosti R p uneti u tabelu<br />

5.2.<br />

I ovde, kao uzgredan rezultat eksperimentalnog nalaženja vrednosti<br />

predotpornika za proširenje mernog opsega voltmetra, vrednost R p omogućava<br />

da se izračuna otpornost voltmetra R V1 :<br />

Rp<br />

RV<br />

= .<br />

1<br />

n −1<br />

- Izračunati je i uneti u tabelu 5.2.<br />

E<br />

R 1<br />

V P V 1<br />

Slika 5.2 Proširivanje mernog<br />

opsega voltmetra<br />

n U1 (V) U (V) R p (Ω) R V1 (Ω)<br />

1<br />

4<br />

5<br />

6<br />

Tabela 5.2 Rezultati <strong>merenja</strong> pri proširivanju mernog opsega voltmetra<br />

- Ponoviti opisani postupak za nalaženje odgovarajućih vrednosti R p i za<br />

druge vrednosti n iz tabele 5.2.<br />

- U kolikoj meri se slažu dobijene vrednosti za R V1 kada se računaju preko<br />

različitih vrednosti za n?<br />

5-3


Proširivanje mernog opsega ampermetra i voltmetra<br />

5.5 Zaključak<br />

5-4


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 6.<br />

SNIMANJE DINAMIČKE PETLJE HISTEREZISA OSCILOSKOPOM<br />

ZADATAK: Snimiti osciloskopom dinamičku petlju histerezisa za dati uzorak<br />

feromagnetnog materijala.<br />

PRIBOR: Tr - regulacioni transformator;<br />

T m - mrežni transformator;<br />

R 1 - klizni otpornik PRN 335;<br />

R 2 - dekadna kutija otpornika MA 2110;<br />

C - kondenzator;<br />

O - osciloskop.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

6.1 Snimanje dinamičke petlje histerezisa osciloskopom<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na slici 6.1.<br />

T m<br />

220 V<br />

Tr<br />

V<br />

R 2<br />

C<br />

R1<br />

O<br />

Slika 6.1 Snimanje dinamičke petlje feromagnetnog uzorka osciloskopom<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Snimanje dinamičke petlje histerezisa osciloskopom<br />

- U tabeli 6.1 su date vrednosti pojedinih komponenata ili karakteristika<br />

mernih instrumenata, koje treba da su poznate da bi kolo na slici 6.1 funkcionisalo<br />

na predviđen način, kao i njihove sigurne granice grešaka G, neophodne za<br />

ocenu grešaka <strong>merenja</strong>.<br />

nazivna<br />

vrednost<br />

R 1 R 2 C K y K x N 1 N 2 S l<br />

120<br />

Ω<br />

1<br />

MΩ<br />

0,1<br />

μF<br />

5<br />

V/cm<br />

1<br />

V/cm<br />

880<br />

zav.<br />

1 340<br />

zav.<br />

12<br />

cm 2<br />

G, % 1 1 5 2 2 0 0 5 2<br />

34<br />

cm<br />

Tabela 6.1 Vrednosti komponenata ili karekteristika mernih instrumenata<br />

i njihove sigurne granice grešaka<br />

- Regulacionim transformatorom povećavati napon dok voltmetar ne<br />

pokaže 150 V.<br />

Na slici 6.2 nacrtati krivu dinamičke petlje histerezisa uzorka, dobijenu na<br />

ekranu osciloskopa, i izmeriti duži x i y koje odgovaraju koercitivnom polju H c i<br />

remanentnoj indukciji B r . Rezultate <strong>merenja</strong> uneti u tabelu 6.2.<br />

Slika 6.2 Dinamička petlja histerezisa<br />

za materijal od koga je načinjeno jezgro transformatora T m<br />

6-2


Snimanje dinamičke petlje histerezisa osciloskopom<br />

x y B r H c<br />

izmerena<br />

vrednost cm cm T A/m<br />

G %<br />

G st %<br />

Tabela 6.2 Rezultati <strong>merenja</strong> remanentne indukcije i koercitivnog polja<br />

- Izračunati vrednosti remanentne indukcije B r i koercitivnog polja H c , kao i<br />

njihove sigurne granice grešaka i sigurne statističke granice grešaka:<br />

R2CK<br />

y<br />

y<br />

N1K<br />

x<br />

x<br />

Br = , i H<br />

c<br />

= .<br />

N S<br />

R l<br />

2<br />

1<br />

- Sigurne granice grešaka <strong>merenja</strong> duži x i y procenjene su na ±1 mm.<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

6.2 Zaključak<br />

6-3


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 7.<br />

MERENJE FREKVENCIJE OSCILOSKOPOM<br />

ZADATAK: Ispitati tačnost zadavanja frekvencije datog RC generatora,<br />

koristeći metodu Lisažuovih figura i metodu modulacije elektronskog mlaza.<br />

PRIBOR: Tr - odvojni regulacioni transformator;<br />

G - RC generator;<br />

R - otpornik od 20 kΩ;<br />

C - kondenzator od 0,5 μF;<br />

O - osciloskop.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

7.1 Merenje učestanosti pomoću Lisažuovih figura<br />

- Sastaviti kolo prema<br />

šemi na slici 7.1.<br />

- Na Y otklonski sistem<br />

osciloskopa dovodi se napon<br />

mrežne frekvencije f y = 50 Hz,<br />

koja se smatra dovoljno<br />

tačnom, a na X otklonski<br />

sistem napon f x iz generatora<br />

G, čiju skalu frekvencija treba<br />

proveriti.<br />

- Kada je slika na ekranu<br />

osciloskopa stabilna (kada je odnos frekvencija f y /f x racionalan broj), odnos<br />

frekvencija se određuje brojanjem dodirnih tačaka dobijene Lisažuove figure i<br />

tangenti na nju povučenih u pravcu x i u pravcu y ose:<br />

f<br />

y broj dodirnih tačaka sa x osom<br />

=<br />

f broj dodirnih tačaka sa y osom<br />

x<br />

220 V<br />

Tr<br />

O<br />

Slika 7.1 Poređenje frekvencija<br />

pomoću Lisažuovih figura<br />

G<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Merenje frekvencije osciloskopom<br />

- Menjati frekvenciju f x sve dok se na ekranu osciloskopa ne pojavi<br />

stabilna Lisažuova figura čiji je oblik određen odnosom frekvencija f x /f y , izabranim<br />

među onima iz tabele 7.1. Očitane vrednosti f G na skali generatora G uneti u<br />

tabelu 7.1 a odgovarajuće tačne frekvencije f x odrediti kao:<br />

f x = (f x /f y ) 50 Hz . Apsolutne greške <strong>merenja</strong> Δf odrediti kao: Δf = f G - f x .<br />

f<br />

f<br />

x<br />

y<br />

1<br />

3<br />

2<br />

5<br />

1<br />

2<br />

3<br />

5<br />

2<br />

3<br />

3<br />

4<br />

1<br />

1<br />

3<br />

2<br />

5<br />

3<br />

2<br />

1<br />

5<br />

2<br />

3<br />

1<br />

7<br />

2<br />

4<br />

1<br />

f x , Hz<br />

f G , Hz<br />

Δf,Hz<br />

Tabela 7.1 Rezultati poređenja frekvencija f x i f y pomoću Lisažuovih figura<br />

- Na slici 7.2 prikazati dijagram greške Δf(f x ) (tačke na dijagramu spajati<br />

pravim linijama).<br />

Slika 7.2 Dijagram apsolutne greške zadavanja frekvencije na generatoru G<br />

7-2


Merenje frekvencije osciloskopom<br />

7.2 Merenje frekvencije metodom modulacije elektronskog mlaza<br />

- Sastaviti kolo prema<br />

šemi na slici 7.3.<br />

- Regulacionim<br />

transformatorom povećavati<br />

napon dok se na ekranu<br />

osciloskopa ne dobije krug<br />

pogodne veličine - takozvana<br />

kružna vremenska baza. Ako<br />

je potrebno, podešavanjem<br />

osetljivosti X i Y otklonskih<br />

sistema doterati oblik kruga.<br />

220 V<br />

- Napon generatora G, čija se frekvencija meri, priključiti na Veneltov<br />

cilindar osciloskopa ("Z" ulaz na zadnjoj strani osciloskopa). Na ekranu<br />

osciloskopa će se dobiti niz kružno poređanih crtica.<br />

- Ako je odnos frekvencije f x generatora G i frekvencije f 0 = 50 Hz kružne<br />

vremenske baze racionalan broj, slika na osciloskopu će mirovati a frekvencija f x<br />

će biti jednaka proizvodu broja crtica na oscilogramu i frekvencije f 0 .<br />

- Menjajući frekvenciju f x generatora G, postići stabilnu sliku na ekranu<br />

osciloskopa bez prekida kruga vremenske baze. Tada je f x = f 0 . = 50 Hz.<br />

Povećavati dalje frekvenciju generatora G dok se ne postignu 2, 3, ..., 15<br />

prekida. Broj prekida uvećavati uvek za jedan, kako bi se obezbedilo da se ceo<br />

oscilogram dobije samo jednim kruženjem elektronskog mlaza.<br />

- Frekvencije f G očitane na skali generatora G i njima odgovarajuće<br />

frekvencije f x određene na opisan način unositi u tabelu 7.2. Apsolutna greška<br />

Δf skale frekvencija na generatoru G izračunava se kao: Δf = f G - f x .<br />

Tr<br />

R<br />

C<br />

Slika 7.3 Kolo za dobijanje<br />

kružne vremenske baze<br />

O<br />

f x (Hz)<br />

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750<br />

f G , (Hz)<br />

Δf (Hz)<br />

Tabela 7.2 Rezultati poređenja frekvencija f x i f 0<br />

metodom modulacije elektronskog mlaza<br />

- Na slici 7.4 prikazati dijagram greške Δf(f x ) (tačke na dijagramu spajati<br />

pravim linijama).<br />

7-3


Merenje frekvencije osciloskopom<br />

Slika 7.2 Dijagram apsolutne greške zadavanja frekvencije na generatoru G<br />

7.3 Zaključak<br />

7-4


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

II ciklus vežbi


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 1.<br />

MERENJE VREMENA REAKCIJE NA VIZUELNU POBUDU<br />

ZADATAK: Odrediti vreme reakcije na vizuelnu pobudu. Izvršiti elementarnu<br />

statističku obradu dobijenih rezultata <strong>merenja</strong>. Odrediti mernu nesigurnost<br />

dobijenog rezultata <strong>merenja</strong>.<br />

PRIBOR:<br />

Instrument za merenje vremena reakcije.<br />

Granice greške rezultata <strong>merenja</strong>: G T = ±2 ms.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

1.1 Merenje vremena reakcije<br />

Tabela 1.1 Pojedinačni rezultati <strong>merenja</strong> vremena reakcije T m i ,<br />

izraženi u milisekundama<br />

⇒ Redosled unošenja podataka ⇒<br />

- Izvršiti prethodno seriju od desetak <strong>merenja</strong>, kako bi se osoba čije se<br />

vreme reakcije određuje donekle privikla na uslove <strong>merenja</strong>.<br />

- Izvršiti seriju od n = 50 <strong>merenja</strong> vremena reakcije i dobijene rezultate<br />

uneti u tabelu 1.1. Ukoliko se odmah proceni da dobijeni rezultat <strong>merenja</strong> sadrži<br />

grubu grešku, ne unositi ga u tabelu nego izvršiti ponovno merenje.<br />

- Sva <strong>merenja</strong> treba da izvrši jedna osoba.<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Merenje vremena reakcije na vizuelnu pobudu<br />

1.2 Elementarna obrada rezultata <strong>merenja</strong><br />

- Grupisati rezultate <strong>merenja</strong> prema kolonama u tabeli 1.2 i na slici 1.1<br />

prikazati histogram raspodele frekvencija.<br />

Tabela 1.2 Grupisanje rezultata <strong>merenja</strong> prema klasama frekvencija<br />

klasa (ms) do 160 161-180 181-200 201-220 221-240 241-260<br />

frekvencija<br />

klasa (ms) 261-280 281-300 preko 300<br />

frekvencija<br />

Slika 1.1 Histogram raspodale frekvencija<br />

- Da li se, na prvi pogled, može zaključiti da su pojedinačni rezultati<br />

<strong>merenja</strong> raspoređeni prema normalnom zakonu raspodele grešaka?<br />

Odgovor:<br />

1-2


Merenje vremena reakcije na vizuelnu pobudu<br />

-Izračunati aritmetičku sredinu T m sr i standardno odstupanje s T za dobijeni<br />

niz <strong>merenja</strong>:<br />

T<br />

msr<br />

1<br />

∑<br />

n<br />

Tmi<br />

n i = 1<br />

= =<br />

s<br />

T<br />

n<br />

∑( T ) 2<br />

mi<br />

−Tmsr<br />

i=<br />

1<br />

= =<br />

n −1<br />

- Utvrditi da li među pojedinačnim rezultatima <strong>merenja</strong> postoje oni koji<br />

verovatno sadrže grubu grešku. Ako ih ima, eliminisati ih i izračunati nove<br />

vrednosti za aritmetičku sredinu i standardno odstupanje.<br />

Jedan od najprostijih kriterijuma za utvrđivanje prisustva grube<br />

greške: ako se pojedinačni rezultat <strong>merenja</strong> T m i nalazi izvan<br />

intervala (T m sr ± 3s T ), verovatno je da sadrži grubu grešku.<br />

Ako je raspodela verovatnoće grešaka normalna, može se očekivati da će<br />

se u intervalu:<br />

( Tmsr<br />

1 sT<br />

)<br />

± =<br />

naći približno 68 % rezultata od n izvršenih <strong>merenja</strong>. Proveriti.<br />

Može se očekivati da će se u intervalu:<br />

( Tmsr<br />

1, 96 sT<br />

)<br />

± =<br />

naći približno 95 % rezultata od n izvršenih <strong>merenja</strong>. Proveriti.<br />

Može se očekivati da će se u intervalu:<br />

( Tmsr<br />

2,58 sT<br />

)<br />

± =<br />

naći približno 99 % rezultata od n izvršenih <strong>merenja</strong>. Proveriti.<br />

1-3


Merenje vremena reakcije na vizuelnu pobudu<br />

1.3 Analiza merne nesigurnosti<br />

Rezultat <strong>merenja</strong> vremena reakcije T R dobija se iz relacije<br />

(matematički model rezultata <strong>merenja</strong>):<br />

T = T + δT<br />

,<br />

R m m<br />

gde su:<br />

• Ocena rezultata <strong>merenja</strong> vremenskog intervala, T m , dobijena<br />

višestrukim merenjem vremena reakcije;<br />

T<br />

m<br />

= T<br />

msr<br />

• Standardna merna nesigurnost (tip A) ocene vremenskog intervala,<br />

uT , je standardna devijacija aritmetičke sredine;<br />

( ) m<br />

T<br />

( ) =<br />

uT<br />

m<br />

s<br />

n<br />

• Činjenicu da i samo merilo vremenskih intervala može da greši, dajući<br />

rezultate u intervalu od ±G T oko “tačne” vrednosti, uračunavamo tako<br />

što uvodimo korekciju δT m . Smatrajući da je bilo koja greška <strong>merenja</strong><br />

u intervalu ±G T jednako verovatna (gustina raspodele verovatnoće<br />

greške <strong>merenja</strong> je pravougaonog oblika, širine 2G T ), za korekciju<br />

uzimamo aritmetičku sredinu gustine raspodele greške ( a to je 0 ms),<br />

dok je njena nesigurnost (standardna merna nesigurnost tipa B)<br />

G / 3.<br />

T<br />

Merna nesigurnost u<br />

TR<br />

(kombinovana merna nesigurnost) rezultata <strong>merenja</strong><br />

vremena reakcije T R dobija se iz:<br />

2<br />

2<br />

2<br />

⎛∂T<br />

⎞ ⎛<br />

R 2 ∂T<br />

⎞<br />

R 2 2 2 2 2<br />

TR<br />

= ⎜ ⎟ ( m ) + ∂<br />

m<br />

=<br />

Tm m<br />

+<br />

∂Tm ∂<br />

m<br />

∂T<br />

⎜<br />

m<br />

∂( ∂Tm)<br />

⎟<br />

( ) ( ) ( )<br />

u u T u T c u T c u T<br />

⎝ ⎠ ⎝ ⎠<br />

- Popuniti polja u tabeli 1.3.<br />

Tabela 1.3 Analiza merne nesigurnosti<br />

veličina<br />

X i<br />

ocena<br />

veličine<br />

x i<br />

standardna<br />

nesigurnost<br />

u(x i )<br />

raspodela<br />

verovatnoće<br />

koeficijent<br />

osetljivosti<br />

c i<br />

T m normalna 1,0<br />

δT m pravougaona 1,0<br />

doprinos<br />

nesigurnosti<br />

u i (T R )<br />

T R<br />

1-4


1.4 Konačan rezultat <strong>merenja</strong><br />

Merenje vremena reakcije na vizuelnu pobudu<br />

Proširena merna nesigurnost rezultata <strong>merenja</strong> vremena reakcije, za faktor<br />

obuhvata jednak 2 ( k = 2 ), iznosi<br />

U = k⋅ u TR<br />

,<br />

pa je konačan rezultat <strong>merenja</strong>:<br />

T = T ± U =<br />

R<br />

m<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

1.5 Zaključak<br />

1-5


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 11.<br />

JEDNOSMERNI VITSTONOV MOST<br />

ZADATAK: Izmeriti otpornosti datih otpornika pomoću uravnoteženog<br />

Vitstonovog mosta za jednosmernu struju. Snimiti statičku karakteristiku<br />

neuravnoteženog Vitstonovog mosta.<br />

PRIBOR: E - izvor jednosmernog napona<br />

R a - otpornik od 10 kΩ;<br />

R b - otpornik od 10 kΩ;<br />

R st - dekadna kutuja otpornika MA 2102;<br />

R s - klizni otpornik PRN 017;<br />

R p1 - klizni otpornik PRN 117;<br />

R p2 - dekadna kutija otpornika MA 2200;<br />

R x - otpornici čija se otpornost meri;<br />

R - otpornik 3,29 kΩ (tri komada);<br />

N - mikroampermetar.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

11.1 Merenje otpornosti uravnoteženim Vitstonovim mostom<br />

a) - Sastaviti kolo prema šemi na slici 11.1. R x je jedan od pet otpornika<br />

nepoznatih vrednosti, čije se otpornosti nalaze u intervalu od 100 Ω do 5 kΩ<br />

(njihove nazivne vrednosti R n očitati sa samih otpornika - kodirane su bojom).<br />

- Indikator nule N treba da je najmanje osetljiv. Zato otpornost R s postaviti<br />

na najmanju a otpornost R p1 na najveću vrednost.<br />

- Nakon uključivanja izvora, otpornikom R st grubo uravnotežiti most.<br />

- Postepeno povećavati do najveće osetljivost indikatora nule<br />

(povećavajući vrednost R s i smanjujući R p1 ) i promenom otpornosti R st<br />

uravnotežiti most.<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Jednosmerni Vitstonov most<br />

R x<br />

R a<br />

R n<br />

kΩ<br />

R st<br />

kΩ<br />

R x<br />

kΩ<br />

G R x/R x<br />

%<br />

E<br />

R st<br />

R p1<br />

R s<br />

R b<br />

N<br />

Slika 11.1 Merenje otpornosti<br />

Vitstonovim mostom<br />

Tabela 11.1 Rezultati <strong>merenja</strong><br />

otpornosti mostom<br />

- Dobijeni rezultat <strong>merenja</strong> uneti u tabelu 11.1.<br />

- Opisani postupak ponoviti za ostala četiri data otpornika.<br />

b) - Zameniti otpornik R a drugim otpornikom čija je vrednost 100 kΩ.<br />

- Za novih pet otpornika, čije se otpornosti nalaze u intervalu od 5 kΩ do<br />

50 kΩ (njihove nazivne vrednosti R n očitati sa samih otpornika - kodirane su<br />

bojom), ponoviti opisani postupak <strong>merenja</strong> i dobijene rezultate takođe uneti u<br />

tabelu 11.1.<br />

- Nepoznate otpornosti R x računati prema formuli:<br />

Ra<br />

R<br />

x<br />

= Rst.<br />

Rb<br />

- Sigurne granice greške <strong>merenja</strong> otpornosti mostom, G R x/R x , odrediti<br />

znajući da se vrednosti R a , R b i R st znaju sa greškom koja ne prelazi ±1 %.<br />

- Imajući u vidu nazivne vrednosti i toleranciju (5 %) otpornika čija se<br />

vrednost meri, sa jedne strane, i izmerene vrednosti i sigurne granice greške<br />

<strong>merenja</strong>, sa druge strane, komentarisati slaganje nazivnih vrednosti sa<br />

izmerenima.<br />

11-2


Jednosmerni Vitstonov most<br />

11.2 Merenje otpornosti neuravnoteženim mostom<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na slici<br />

11.2. Otpornik R p2 postaviti na vrednost<br />

10 kΩ a R st na 3 kΩ.<br />

- Nakon uključivanja izvora, otpornikom<br />

R st uravnotežiti most. Vrednost R st0<br />

pri kojoj nastaje ravnoteža mosta uneti u<br />

tabelu 11.2, u kolonu označenu sa R st0 .<br />

- Snimiti statičku karakteristiku<br />

neuravnoteženog Vitstonovog mosta u<br />

okolini ravnoteže. Polazeći od R st = R st0 ,<br />

menjati vrednost R st za ceo broj koraka<br />

Rk = 100 Ω na niže i na više, očitavati<br />

odgovarajuće vrednosti struje I kroz<br />

indikator nule, i dobijene rezultate uneti u<br />

tabelu 11.2.<br />

- Napon neravnoteže mosta U<br />

izračunava se kao U = (R μA + R p2 ) I, gde je<br />

R μA unutrašnja otpornost mikroampermetra koja iznosi 270 Ω.<br />

E<br />

R<br />

R<br />

R<br />

p2<br />

N<br />

Slika 11.2 Neuravnoteženi<br />

Vitstonov most<br />

R<br />

R st<br />

←⎯⎯ R st0 ⎯⎯→<br />

R st , kΩ<br />

ΔR, Ω -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400<br />

I, μA 0<br />

U, mV 0<br />

Tabela 11.3 Rezultati snimanja statičke karakteristike<br />

neuravnoteženog Vitstonovog mosta<br />

11-3


Jednosmerni Vitstonov most<br />

- Na slici 11.3 grafički prikazati statičku karakteristiku neuravnoteženog<br />

mosta U = f(ΔR).<br />

Slika 11.3 Statička karakteristika neuravnoteženog Vitstonovog mosta<br />

11.3 Zaključak<br />

11-4


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 12.<br />

KOMPENZACIONA METODA<br />

ZADATAK: Kompenzacionom metodom izmeriti<br />

elektromotorne sile datih hemijskih elemenata.<br />

PRIBOR: U b - izvor jednosmernog napona;<br />

R', R'' otpornosti na helikoidalnom potenciometru;<br />

R - dekadna kutija otpornika MA 2200;<br />

N - mikroampermetar;<br />

E N - izvor poznate elektromotorne sile;<br />

E x - izvori nepoznate elektromotorne sile;<br />

S - preklopnik;<br />

V - voltmetar BL 1.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

12.1 Merenje elektromotorne sile kompenzacionom metodom<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na<br />

slici 12.1. Prilikom sastavljanja kola, i<br />

pri svakom menjanju položaja preklopnika<br />

S, postaviti otpornost R na<br />

najveću vrednost.<br />

- Pomerati klizač helikoidalnog<br />

potenciometra dok struja kroz mikroampermetar<br />

ne bude jednaka nuli.<br />

- Postaviti otpornost R na najmanju<br />

vrednost i ponovo doterati struju<br />

na nulu. Sada je razlika potencijala na<br />

krajevima otpornika R' 1 jednaka<br />

elektromotornoj sili E N .<br />

Ub<br />

R''<br />

R'<br />

R<br />

E N<br />

N<br />

S<br />

1 2<br />

Ex<br />

Slika 12.1 Merenje elektromotorne sile<br />

kompenzacionom metodom<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Kompenzaciona metoda<br />

- Otpornost R' 1 može da se odredi očitavajući broj podeoka na njegovoj<br />

skali i znajući konstantu helikoidalnog potenciometra k: R' 1 = k α 1 . Očitan broj<br />

podeoka uneti u tabelu 12.1.<br />

- Postaviti najveću vrednost<br />

otpornika R, prebaciti preklopnik u<br />

položaj (2), približno doterati struju kroz<br />

mikroampermetar na nulu, povećati<br />

osetljivost smanjivanjem vrednosti R na<br />

najmanju vrednost, i očitati novu<br />

vrednost α 2 koja određuje otpornost<br />

R' 2 . Vrednost α 2 uneti u tabelu 12.1.<br />

Nepoznata elektromotorna sila E x<br />

se izračunava iz formule:<br />

R α<br />

E E E<br />

'<br />

1 1<br />

x<br />

=<br />

' N<br />

=<br />

N<br />

R2 α2<br />

Izvor<br />

broj:<br />

α 1<br />

pod<br />

α 2<br />

pod<br />

- Ponoviti opisani postupak i za merenje ostalih elektromotornih sila.<br />

E x<br />

V<br />

Tabela 12.1 Rezultati <strong>merenja</strong><br />

elektromotornih sila<br />

kompenzacionom metodom<br />

12.2 Merenje elektromotorne sile voltmetrom<br />

- Izmeriti voltmetrom napone datih<br />

izvora i dobijene rezultate uneti u tabelu<br />

12.2.<br />

- Uporediti rezultate <strong>merenja</strong><br />

kompenzacionom metodom i voltmetrom.<br />

U x1<br />

V<br />

U x2<br />

V<br />

U x3<br />

V<br />

Tabela 12.2 Rezultati <strong>merenja</strong><br />

napona datih izvora<br />

12.3 Zaključak<br />

12-2


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 13.<br />

MERENJE AKTIVNE SNAGE I FAKTORA SNAGE<br />

ZADATAK: Izmeriti aktivnu snagu i faktor snage datog potrošača<br />

metodom tri ampermetra i metodom tri voltmetra.<br />

PRIBOR: Tr - regulacioni transformator;<br />

A - ampermetar;<br />

A 1 - ampermetar;<br />

A 0 - univerzalni instrument kao miliampermetar;<br />

R - dekadna kutija otpornika MA 2100;<br />

R 1 - klizni otpornik PRN 017;<br />

V 1 - voltmetar;<br />

V - voltmetar;<br />

V 0 - univerzalni instrument kao voltmetar;<br />

prigušnica.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

13.1 Merenje aktivne snage i faktora snage metodom tri ampermetra<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na slici 13.1. Kao potrošač Z p uzeti paralelnu<br />

vezu kliznog otpornika R 1 i date prigušnice.<br />

- Na dekadnoj kutiji otpornika postaviti R = 1 000 Ω isključivo pomoću<br />

dekade " x 100 Ω".<br />

- Izlazni napon regulacionog transformatora postepeno povećavati dok<br />

miliampermetar A 0 ne pokaže I 0 = 60 mA.<br />

- Očitati pokazivanja ampermetara A 1 , A 0 i A i uneti ih tabelu 13.1.<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Merenje aktivne snage i faktora snage<br />

Tr<br />

A1<br />

A0<br />

A<br />

220 V<br />

R<br />

Z p<br />

Slika 13.1 Merenje aktivne snage i faktora snage metodom tri ampermetra<br />

I 1<br />

mA<br />

I 0<br />

mA<br />

I<br />

mA<br />

P m<br />

W<br />

P<br />

W<br />

cos ϕ m cos ϕ G P /P<br />

%<br />

G cos ϕ<br />

Tabela 13.1 Rezultati <strong>merenja</strong> aktivne snage i faktora snage<br />

metodom tri ampermetra<br />

- Aktivna snaga i faktor snage potrošača se izračunavaju kao:<br />

I − I − I , i cos I −<br />

P<br />

I −<br />

= =<br />

I .<br />

m<br />

2 2 2 2 2 2<br />

1 0 1 0<br />

R<br />

ϕm<br />

2 2I0<br />

I<br />

- Zabeležiti vrednosti onih karakteristika mernih instrumenata koje su<br />

neophodne za sva izračunavanja u tački 13.1.<br />

- Korigovati dobijene rezultate za aktivnu snagu i faktor snage, imajući u<br />

vidu da se pri merenju čine sistematske greške prouzrokovane unutrašnjim<br />

otpornostima R A i R A0<br />

upotrebljenih ampermetara.<br />

gde su:<br />

R<br />

=<br />

A<br />

, i = ( +<br />

A )<br />

U R I U R R I<br />

A<br />

0 0 0 .<br />

13-2


Merenje aktivne snage i faktora snage<br />

⎛U<br />

RA<br />

cos ϕ<br />

2<br />

m<br />

−<br />

R<br />

⎜ ⎟<br />

⎛ A RI ⎞ U<br />

0 A<br />

0<br />

m<br />

1 , i cosϕ<br />

⎝ ⎠<br />

⎜<br />

⎟<br />

R Pm<br />

UR<br />

U<br />

A<br />

RA<br />

1− 2 cosϕm<br />

+<br />

U0 U0<br />

P = P + − =<br />

⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞<br />

⎜ ⎟ ⎜ ⎟<br />

⎝ ⎠ ⎝ ⎠<br />

( )<br />

U = R I , i U = R+<br />

R I .<br />

RA<br />

A 0 A0<br />

0<br />

⎞<br />

2<br />

, gde su:<br />

- Sigurne granice grešaka izmerene aktivne snage i faktora snage<br />

izračunavaju se pomoću formula:<br />

G<br />

G<br />

2 ⎛ I<br />

I<br />

I ⎞<br />

⎟<br />

− − ⎝ ⎠<br />

P Pm<br />

1 max 2 0 max<br />

2 max<br />

≈ ≤<br />

2 2 ⎜ klA + a kl<br />

1 A<br />

+ b kl<br />

0<br />

A<br />

P Pm<br />

1 a b I1 I0<br />

I<br />

G<br />

−1<br />

cosϕ ≈Gcosϕm<br />

≤sin<br />

θ<br />

, i<br />

1 ⎛ I1 max<br />

I<br />

2 2 0 max<br />

2 2 I ⎞<br />

max<br />

≤ ⎜ klA + ( 1+ a − b ) kl ( 1 ) ,<br />

1 A<br />

+ − a + b kl<br />

0<br />

A⎟<br />

ab⎝<br />

I1 I0<br />

I ⎠<br />

I0<br />

I<br />

gde su: a= i b=<br />

.<br />

I1 I1<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

13.2 Merenje aktivne snage i faktora snage metodom tri voltmetra<br />

R<br />

220 V<br />

Tr<br />

V1<br />

V<br />

0<br />

V<br />

Z p<br />

Slika 13.2 Merenje aktivne snage i faktora snage metodom tri voltmetra<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na slici 13.2.<br />

- Na dekadnoj kutiji otpornika podesiti R = 120 Ω pomoću dekada "x 10 Ω"<br />

i "x 1 Ω".<br />

- Izlazni napon regulacionog transformatora povećavati dok voltmetar V ne<br />

pokaže 60 V.<br />

- Očitati pokazivanja i druga dva ampermetra i rezultate uneti u tabelu<br />

13.2.<br />

13-3


Merenje aktivne snage i faktora snage<br />

U 1<br />

V<br />

U 0<br />

V<br />

U<br />

V<br />

P m<br />

W<br />

P<br />

W<br />

cos ϕ m cos ϕ G P /P<br />

%<br />

G cos ϕ<br />

Tabela 13.1 Rezultati <strong>merenja</strong> aktivne snage i faktora snage<br />

metodom tri voltmetra<br />

- Aktivna snaga i faktor snage potrošača se izračunavaju kao:<br />

P<br />

m<br />

U − U − U , i cos U − U −<br />

= =<br />

U .<br />

2 2 2 2 2 2<br />

1 0 1 0<br />

ϕm<br />

2R<br />

2U0<br />

U<br />

- Zabeležitii vrednosti onih karakteristika mernih instrumenata koje su<br />

neophodne za sva izračunavanja u tački 13.2.<br />

- Korigovati dobijene rezultate za aktivnu snagu i faktor snage, imajući u<br />

vidu da se pri merenju čine sistematske greške prouzrokovane unutrašnjim<br />

otpornostima R V i R V0<br />

upotrebljenih voltmetara.<br />

⎛I<br />

⎞<br />

cos ϕ − ⎜<br />

P = P 1 + − , i cos =<br />

,<br />

gde su:<br />

V<br />

2<br />

m<br />

⎛ R U / R ⎞<br />

⎟<br />

I<br />

V<br />

0<br />

m<br />

ϕ<br />

⎝ ⎠<br />

⎜ R<br />

2<br />

V<br />

P ⎟<br />

⎝ 0 m ⎠ ⎛I<br />

⎞ ⎛<br />

V<br />

I ⎞<br />

V<br />

1− 2⎜ ⎟cosϕm<br />

+ ⎜ ⎟<br />

I0 I0<br />

I<br />

V<br />

U<br />

U<br />

= =<br />

R<br />

RR<br />

V<br />

0<br />

, i I0<br />

.<br />

V0<br />

⎝ ⎠ ⎝ ⎠<br />

- Sigurne granice grešaka izmerene aktivne snage i faktora snage<br />

izračunavaju se pomoću formula:<br />

G<br />

G<br />

2 ⎛U<br />

U<br />

U ⎞<br />

⎟<br />

− − ⎝ ⎠<br />

P Pm<br />

1 max 2 0 max<br />

2 max<br />

≈ ≤<br />

2 2 ⎜ klV + a kl<br />

1 V<br />

+ b kl<br />

0<br />

V<br />

P Pm<br />

1 a b U1 U0<br />

U<br />

, i<br />

13-4


G<br />

cosϕ<br />

≈G<br />

cosϕm<br />

Merenje aktivne snage i faktora snage<br />

≤<br />

1 ⎛U1 max<br />

U<br />

2 2 0 max<br />

2 2 U ⎞<br />

max<br />

≤ ⎜ klV + ( 1+ a − b ) kl ( 1 ) ,<br />

1 V<br />

+ − a + b kl<br />

0<br />

V ⎟<br />

ab⎝<br />

U1 U0<br />

U ⎠<br />

U0<br />

U<br />

gde su: a = i b .<br />

U<br />

= U<br />

1 1<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

- Uporediti dobijene rezultate <strong>merenja</strong> u tačkama 13.1 i 13.2.<br />

13.3 Zaključak<br />

13-5


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 15.<br />

MERENJE INDUKTIVNOSTI AMPERMETROM I VOLTMETROM<br />

ZADATAK:<br />

Izmeriti induktivnost datih kalemova U/I metodom.<br />

PRIBOR: E - izvor promenljivog jednosmernog napona;<br />

Tr - odvojni regulacioni transformator;<br />

V - voltmetar sa mekim gvožđem;<br />

A - ampermetar sa mekim gvožđem;<br />

W - elektrodinamički vatmetar;<br />

kalem br. 1 - bez jezgra;<br />

kalem br. 2 - sa jezgrom.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

15.1 Merenje otpornosti kalemova jednosmernom strujom<br />

- Sastaviti kolo za merenje otpornosti kalemova U/I metodom, naponskim<br />

spojem, kao na slici 15.1.<br />

- Podesiti napon izvora<br />

tako da struja kroz miliampermetar<br />

bude 50 mA.<br />

- Vrednosti izmerenih<br />

napona za svaki od kalemova<br />

uneti u tabelu 15.1.<br />

E<br />

A<br />

V<br />

Z x<br />

(R x , L x )<br />

Slika 15.1 Merenje otpornosti kalemova<br />

jednosmernom strujom<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


Merenje induktivnosti ampermetrom i voltmetrom<br />

kalem br. I_<br />

mA<br />

1 50<br />

U_<br />

V<br />

R m<br />

Ω<br />

R x<br />

Ω<br />

G R x/R x<br />

%<br />

2 50<br />

Tabela 15.1 Rezultati <strong>merenja</strong> otpornosti kalemova jednosmernom strujom<br />

- Zabeležiti vrednosti onih karakteristika mernih instrumenata koje su<br />

neophodne za sva izračunavanja u tabeli 15.1.<br />

- Izračunati otpornosti kalemova kao i sigurne granice grešaka <strong>merenja</strong>.<br />

Rezultate uneti u tabelu 15.1.<br />

U _<br />

1<br />

GRx<br />

Umax<br />

Imax<br />

Rm = ; Rx = Rm<br />

; ≈ klV<br />

+ klA<br />

I _ Rm<br />

_ _<br />

1−<br />

Rx<br />

U I<br />

R<br />

v<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

15.2 Merenje impedanse kalemova<br />

- Sastaviti kolo za merenje impedanse kalemova U/I metodom,<br />

naponskim spojem, kao na slici 15.2.<br />

Tr<br />

A<br />

220 V<br />

V<br />

Z x<br />

(R x , L x )<br />

Slika 15.2 Merenje impedanse kalemova<br />

- Podesiti napon na izlazu regulacionog transformatora tako da struja kroz<br />

miliampermetar bude 50 mA.<br />

15-2


Merenje induktivnosti ampermetrom i voltmetrom<br />

- Vrednosti izmerenih napona za svaki od kalemova uneti u tabelu 15.2.<br />

kalem br. I m<br />

mA<br />

1 50<br />

U m<br />

V<br />

Z m<br />

Ω<br />

Z x<br />

Ω<br />

G Z x/Z x<br />

%<br />

2 50<br />

Tabela 15.2 Rezultati <strong>merenja</strong> impedanse kalemova<br />

- Zabeležiti vrednosti onih karakteristika mernih instrumenata koje su<br />

neophodne za sva izračunavanja u tabeli 15.2.<br />

- Izračunati impedanse kalemova kao i sigurne granice grešaka <strong>merenja</strong>.<br />

Rezultate uneti u tabelu 15.2.<br />

Rx<br />

1+<br />

2<br />

U R G U I<br />

Z = ; Z = Z ; ≈ kl + kl<br />

1− ⎜ ⎟<br />

⎝ RV<br />

⎠<br />

m v Zx max<br />

max<br />

m x m 2<br />

V A<br />

Im ⎛Z<br />

⎞ Z<br />

m<br />

x<br />

Um Im<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

15.3 Izračunavanje induktivnosti kalemova<br />

- Izračunati induktivnosti datih kalemova i sigurne granice grešaka<br />

<strong>merenja</strong> koristeći podatke iz tabela 15.1 i 15.2. Dobijene rezultate uneti u tabelu<br />

15.3.<br />

⎛ R ⎞<br />

x<br />

⎜ ⎟<br />

1 2 2 G 1 G Z G<br />

Lx = Zx − R ; = +<br />

⎝ ⎠<br />

x<br />

ω<br />

L Z R<br />

1−⎜ ⎟ 1−⎜ ⎟<br />

⎝Zx<br />

⎠ ⎝Zx<br />

⎠<br />

Lx Zx x Rx<br />

2 2<br />

x ⎛ R ⎞<br />

x<br />

x ⎛ R ⎞<br />

x<br />

x<br />

2<br />

15-3


Merenje induktivnosti ampermetrom i voltmetrom<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

kalem br.<br />

1<br />

2<br />

L x<br />

mH<br />

G L x/L x<br />

%<br />

Tabela 15.3 Rezultati <strong>merenja</strong> induktivnosti kalemova<br />

15.4 Merenje induktivnosti kalemova, vodeći računa i o gubicima u jezgru.<br />

- Sastaviti šemu <strong>merenja</strong> prema slici 15.3.<br />

Tr<br />

A<br />

W<br />

220 V<br />

V<br />

Z x<br />

(R x , L x )<br />

Slika 15.3 Merenje induktivnosti kalemova, vodeći računa o gubicima u jezgru<br />

- Voditi računa o opsezima instrumenata.<br />

(Vatmetar je u opasnosti kada mu je preopterećeno bilo naponsko, bilo strujno<br />

kolo - bez obzira na položaj kazaljke).<br />

- Izlazni napon regulacionog transformatora podesiti tako da struja kroz<br />

miliampermetar I m bude jednaka 50 mA.<br />

- Očitati pokazivanja voltmetra U m i vatmetra P m i vrednosti uneti u tabelu<br />

15.4.<br />

kalem br. I m<br />

mA<br />

1 50<br />

U m<br />

V<br />

P m<br />

W<br />

L x<br />

mH<br />

G L x /L x<br />

%<br />

2 50<br />

Tabela 15.4 Rezultati <strong>merenja</strong> induktivnosti kalemova, koristeći i vatmetar<br />

15-4


Merenje induktivnosti ampermetrom i voltmetrom<br />

- Zabeležiti vrednosti onih karakteristika mernih instrumenata koje su<br />

neophodne za sva izračunavanja u tabeli 15.4.<br />

- Izračunati vrednosti induktivnosti kalemova i sigurne granice grešaka<br />

<strong>merenja</strong>. Dobijene rezultate uneti u tabelu 15.4.<br />

L<br />

x<br />

1 2 2 2<br />

= U<br />

x<br />

I<br />

x<br />

− Px<br />

; I<br />

x<br />

= aI<br />

m<br />

; P<br />

x<br />

= bPm<br />

ω I<br />

2<br />

x<br />

2 2<br />

Um Pm Um Pm<br />

a = 1+ − 2 ; b= 1 − ; c=<br />

I R R<br />

Um<br />

I<br />

2 2<br />

( ) Im ( RW RV ) Pm( RW RV<br />

)<br />

2<br />

m W V<br />

G 1 ⎛<br />

Lx<br />

Umax Imax 2 P ⎞<br />

max<br />

≈<br />

2 ⎜ klV + klA + c klW<br />

⎟<br />

Lx 1− c ⎝ Um Im Pm<br />

⎠<br />

m<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

15-5


Merenje induktivnosti ampermetrom i voltmetrom<br />

15.5 Poređenje primenjenih metoda za merenje induktivnosti kalemova<br />

- Uporediti dobijene vrednosti za induktivnost kalemova i sigurne granice<br />

grešaka <strong>merenja</strong>, prikazanih u tabelama 15.3 i 15.4.<br />

15.6 Zaključak<br />

15-6


Uputstvo za laboratorijske vežbe iz Merenja u <strong>elektronici</strong><br />

VEŽBA BROJ 21.<br />

MERENJE KAPACITIVNOSTI ELEKTROLITSKIH KONDENZATORA<br />

ZADATAK: Izmeriti kapacitivnost datih elektrolitskih kondenzatora<br />

U/I metodom.<br />

PRIBOR: E - izvor jednosmernog napona;<br />

G - RC generator MA 3616;<br />

V - voltmetar MA 3006;<br />

mA univerzalni instrument UNIMER 1;<br />

Cx - elektrolitski kondenzator ( šest komada);<br />

C - kondenzator od 1 μF.<br />

UPUTSTVO ZA MERENJE:<br />

21.1 Merenje kapacitivnosti elektrolitskog kondenzatora U/I metodom<br />

- Sastaviti kolo prema šemi na slici 21.1.<br />

- Jednosmerni napon za polarizaciju<br />

elektrolitskog kondenzatora C x treba da iznosi<br />

5 V, a frekvencija naizmeničnog napona iz<br />

generatora G treba da bude 300 Hz.<br />

- Podesiti amplitudu naizmeničnog napona<br />

tako da struja kroz miliampermetar ima<br />

vrednost od 12 mA.<br />

- Očitati pokazivanje voltmetra i uneti ga<br />

u tabelu 21.1.<br />

- Izmerena kapacitivnost kondenzatora<br />

C m iznosi: C m = I / (ω U) , a korigovana vrednost<br />

C x , vodeći računa o tome da unutrašnja<br />

otpornost R V voltmetra i kapacitivnost<br />

kondenzatora C nemaju beskonačno velike vrednosti, iznosi:<br />

G<br />

E<br />

mA<br />

V<br />

C<br />

C x<br />

Slika 21.1. .Merenje<br />

kapacitivnosti elektrolitskog<br />

kondenzatora U/I metodom<br />

+<br />

Datum: Ocena: Potpis asistenta:


C<br />

Merenje kapacitivnosti elektrolitskih kondenzatora<br />

C<br />

1+<br />

ω R<br />

2 2 2 2 2 2<br />

( 1−<br />

( 1+<br />

ω RV<br />

C )( 1−ω<br />

RV<br />

C ) 1).<br />

x<br />

= −<br />

2 2 2<br />

m<br />

V<br />

C<br />

C n<br />

μF<br />

U<br />

V<br />

C m<br />

μF<br />

C x<br />

μF<br />

G Cx<br />

%<br />

Tabele 21.1 Rezultati <strong>merenja</strong> kapacitivnosti elektrolitskih kondenzatora<br />

- Kolona C n u tabeli 21.1 predstavlja nazivne vrednosti kapacitivnosti<br />

elektrolitskih kondenzatora, pročitane na samim kondenzatorima, a sigurne<br />

granice greške <strong>merenja</strong>:<br />

GCx<br />

G ⎛ I U G<br />

C C I U<br />

x<br />

Cm max max ω<br />

≈ ≤ ⎜ klA<br />

+ klV<br />

+ .<br />

m<br />

ω<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎠<br />

⎞<br />

- Zabeležiti vrednosti onih karakteristika mernih instrumenata koje su<br />

neophodne za sva izračunavanja u tabeli 21.1. (Voditi računa o tome da će biti<br />

potrebno menjati merne opsege voltmetra za različite elektrolitske<br />

kondenzatore).<br />

- Proveriti ispravnost predloženih formula.<br />

21-2

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!