Elektrické měření

Elaboráty

Měření kapacit můstkovými metodami

Zadaní

1)      Změřte předložené kondenzátory alespoň dvěma zvolenými můstky (ne rezonančními) složenými ze součástí. Pro vybrané můstky odvoďte podmínky rovnováhy v teoretickém úvodu.

2)      Změřte předložené kondenzátory rezonančním můstkem. Pro rezonanční můstek odvoďte podmínky rovnováhy v teoretickém úvodu.

3)      Naměřené hodnoty překontrolujte multimetrem a LRC-metrem.

4)      Porovnejte v závěru jednotlivé můstkové metody měření kondenzátorů z hlediska složitosti a přesnosti.

Teoretický úvod

Můstkové metody :

a) De Sautyho můstek

pro bezeztrátové Cx                                               s vyvažováním R2, R4, C4

 - můstek nekompenzovaný – nelze vyvážit zcela

b) Wienův můstek

s vyvažováním R2, R4, C4

Porovnáme :     a) reálné části :

b) imaginární části :

- měřící rozsah 100pF – 100m F, přesnost 0,1%

c) Scheringův můstek

s vyvažováním R4,C4

Po porovnání reálných a imaginárních částí:  1)

                                                                         2)

 - výhodnější pro měření menších kapacit, nevýhodou je použití kapacitní dekády C4.

d) Carey-Fosterův můstek

vyvažování R2´

Rezonanční metoda :

Využívá vlastností rezonančního obvodu, který se v rezonanci chová jako ohmický odpor.

Podmínka rovnováhy:

Můstek je frekvenčně závislý, proto musí být kmitočet přesně znám. Můstek je schopen měřit Rx,Lx,Cx, w, a přesností až 0,01%.

Schéma zapojení

                    De Soutyho můstek                                               Wienův můstek

Rezonanční metoda

Postup měření

Pro napájení používáme generátorů s frekvencí odlišnou od frekvence sítě. Dále by měl mít použitý generátor na výstupu výstupní transformátor a tím i nízkou výstupní impedanci. Jako nulový indikátor lze použít elektronkový voltmetr nebo osciloskop – zvýšenou pozornost věnujeme zemnění svorek generátoru a NI. Kvůli úplnému odizolování NI od země se často na tomto místě používá sluchátko.

Naměřené a vypočítané hodnoty

Frekvence, při které jsme měřily : f = 130Hz

1) De Soutyho můstek :

2) De Soutyho můstek s vyvažováním :

Použité přístroje

Kapacitní dekády : 4-16-AL1622

Záznějový generátor : CD/109-5/383

Multimetr : D2-4-AL83

Milivoltmetr :  D1-7-AL1492

Odporové dekády  : 5-17626d, 5-18-627d, 5-19-916d, D1-2-BL20

Závěr

Měření kapacity můstkama je celkem zbytečně složité. Z toho důvodu je podle mého názoru lepší požít nějakou jinou metodu ( např. měření multimetrem nebo srovnávací metodu ). Na druhou stranu je při troše trpělivosti dosti přesné, avšak si musíme dát pozor na některé chyby, které způsobují neplechu např. špatně uzemněný obvod. Což se projeví nemožností vyvážit celý můstek. Proto musíme používat buď uzemněný generátor nebo nulový indikátor. Pokud použijeme oba uzemněné na zem, tak některý z kondenzátorů nebo odporu bude zkratován, což vede k chybným výsledkům. Z tohoto důvodu jsme použily generátor, který nebyl uzemněný a  milivoltmetr ( nulový indikátor ), který byl. Pokud máme k dispozici jen generátor uzemněný, tak můžeme použít jako nulová indikátor např. sluchátko.