FYD101 Elektronik 1: Ellära

Transkript

1 FYD101 Elektronik 1: Ellära Laboration 1: Grundläggande instrumenthantering Förberedelse: Du måste känna till följande Ström- och spänningsriktig koppling vid resistansmätning Hur ett digitalt instruments onoggrannhet anges Hur man anger ett mätvärdes onoggrannhet Det finns två uppgifter i labb-pm som är markerade som HEMUPPGIFTER. Dessa måste du göra innan du kommer till ET-labbet! Om du inte har gjort dessa uppgifter kommer du inte att tillåtas laborera. Namn: Datum: Labbass:. Godkänd:

2 Uppgift 1: Slå på likspänningsaggregatet på labbplatsen (se figuren nedan): Se till att vippströmbrytaren i mitten står i läge Independent. Vrid på båda knapparna märkta Voltage så att båda visarna i spänningsfönstren visar ca 12 volt. 0 3 A 0 30 V 0 3 A 0 30 V CURRENT VOLTAGE CURRENT VOLTAGE ON OFF - GND + - GND + + 5V - Spänningsaggregatet Ta fram en handhållen multimeter (se figuren nedan) och ställ in den för likspänningsmätning på mätområdet 20 V. Handhållen multimeter Mät upp likspänningen på samtliga TRE utgångar på aggregatet (se figur på nästa sida) 2

3 1 2 3 Spänning 1:. Spänning 2:. Spänning 3:. Ställ in en av spänningskällorna så att den är så nära 10,000 volt som möjligt. Uppgift 2: Ändra vippströmbrytaren i mitten till Tracking. Vrid på de båda spänningsrattarna och observera vad som händer (observera visarinstrumenten på aggregatet). Förklara följande begrepp (skrivna på aggregatets panel): Tracking respektive Independent :. Master respektive Slave :... 3

4 Uppgift 3: Ändra vippströmbrytaren tillbaks till läge Independent. Gör sedan följande: Ta fram en dekadresistansbox och ställ in den på 1 MΩ (kontrollera rätt värde med multimetern). På spänningsaggregatet: Ställ in spänningen på 10,0 volt och ställ in strömratten på ca ¼ av max, se figur nedan: VOLTAGE CURRENT Anslut dekadresistansboxen till likspänningsaggregatets utgång, se figur nedan. VOLTAGE CURRENT - GND + Minska successivt resistansen på dekadresistorn och notera vad som händer på visarinstrumenten. Ändra resistansen tills spänningen börjar sjunka, dvs tills den inte längre är 10,0 volt. Vid vilket resistansvärde börjar spänningen sjunka? Vilken ström levererar aggregatet just när spänningen börjar sjunka?... Hur talar aggregatet om att det inte längre kan hålla spänningen vid 10 volt (förutom att visaren ändras)?. 4

5 Vad måste du i det här läget göra för att få upp spänningen till 10,0 volt igen (utan att ändra resistansen)?. Förklara nu följande: 1. Vilken nytta kan du ha av strömratten på aggregatet?.. 2. På panelen står det CC och CV. Förklara vad dessa förkortningar betyder.. Samma funktion finns inte på den fasta 5 voltsutgången? Vilka problem kan det skapa? Vad skulle hända om du råkade kortsluta spänningsutgången 1 nedan, respektive spänningsutgång 2?

6 Uppgift 4: Byt nu till bordsmultimetern, se figur nedan. Bordsmultimetern Agilent 34401A Utan att ansluta multimetern, ställ in en av utgångarna på likspänningsaggregatet till 8,0 volt (så nära du kan genom att titta på visarskalan). Ställ in multimetern för likspänningsmätning och koppla in den till spänningsaggregatets 8-voltsutgång. Se till att multimetern är inställd på mätområdet 10,0 volt och använder 6 ½ siffras noggrannhet. Ange vilken spänning du mäter samt dess noggrannhet! (Läs manualen!). U =.. Uppgift 5: Du kommer att få fem stycken motstånd av labbassistenten. Du ska med hjälp av färgkodningstabellen på nästa sida läsa ut deras nominella resistansvärde, deras noggrannhet (inom vilket intervall ligger resistansen) samt dess temperaturkoefficient (i förekommande fall). 6

7 Fyll i dessa värden i tabell 1. Tabell 1 Resistor # Nominell resistans [Ω] Osäkerhetsintervall Temperaturkoefficient Uppmätt värde [Ω] Exempel ,5 4723,5 Ω 0,235 Ω/ C 4697, Slutligen, kontrollera dina avläsningar genom att mäta upp resistansvärden med hjälp av bordsmultimetern. Tips: Använd krokodilklämmor. 7

8 Uppgift 6: Resistansmätning med volt-ampermetermetoden. I mätningarna behöver du en dekadresistans och två multimetrar. Använd bordsmultimetern som amperemeter och den handhållna multimetern som voltmeter. R X nedan utgörs av en dekadresistor som du ställer in på 500 kω (nominellt). 15 V Rx Hemuppgift! Rita nedan ett kopplingsschema över hur man kan mäta R x med hjälp av spänningsriktig koppling. Mät upp R x med hjälp av spänningsriktig koppling enligt ditt schema ovan. Beräkna först R x utan att korrigera för amperemeterns inverkan. R x = Slå upp värdet på voltmeterns inre resistans och korrigera amperemeterns värde ovan och beräkna ett nytt korrigerat värde på R x. 8

9 Rx = Beräkna den relativa osäkerheten i värdet på R x ovan. Redovisa dina räkningar här nedan. Rx Rx = Jämför det värde du fått på R X ovan (med hjälp av voltamperemetermetoden) med det värde som multimetern ger vid direkt resistansmätning. R X,direkt =. Vilket värde tror du mest på? Ändra R x till 200 Ω (nominellt). Hemuppgift! Rita nedan ett kopplingsschema över hur man kan mäta R x med hjälp av strömriktig koppling. 9

10 Mät upp R x med hjälp av strömriktig koppling enligt ditt schema ovan. Beräkna först R x utan att korrigera för voltmeterns inverkan. R x =. Slå upp värdet på amperemeterns inre resistans och korrigera voltmeterns värde ovan och beräkna ett nytt korrigerat värde på R x. R x = Rapportering Följande frågor ska redovisas i en skriftlig rapport: 1) När arbetar likspänningsaggregatet som konstant spänningsgenerator och när arbetat det som konstant strömgenerator? 2) Vad innebär det att en digital multimeter har 5 ½ - siffras noggrannhet 10

11 3) Resistorer märks med fyra, fem eller sex färgade ringar. Förklara vad dessa ringar betyder. 4) När ska man använda strömriktig respektive spänningsriktig koppling vid resistansmätning? 11