MULTIMETER
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Technische Physik Labor 1 Anleitung: Multimeter MULTIMETER 1 Einleitung Ziel dieser Laborübung ist das Erlernen des Umgangs mit elektrischen Multimetern und das Kennenlernen der Vor- und Nachteile analoger und digitaler Messgeräte. Die Studierenden lernen die Angaben bezüglich Genauigkeit zu interpretieren und die Messabweichungen sowohl relativ als auch absolut anzugeben. Insbesondere wird an Hand dieser Übung auch die übersichtliche und normgemäße Darstellung von Messergebnissen erlernt. 2 Vorbereitung Einführung durch die Laborbetreuer 3 Literatur Gerätebeschreibungen 4 Übungsdurchführung 4.1 Anschlussbuchsen Untersuchen Sie die Bedeutung aller Funktionselemente (Anschlussbuchsen, Einstellknöpfe, Skalen, Anzeigefelder...) des Messgerätes Unigor A43 sowie des Digitalmultimeters Peaktech 4010. Notieren Sie diese in den Geräteskizzen im Anhang. Notieren Sie alle Messbereiche der beiden Multimeter. 4.2 Vergleich von Messergebnissen Stellen Sie am Netzgerät einen Wert von ca. 24 V ein. Stellen Sie den richtigen Messbereich am Messgerät ein. Messen Sie mit beiden Messgeräten die an den Buchsen des Labornetzgerätes anliegende Spannung. Unterscheiden sich die beiden Ergebnisse? Überlegen Sie: Welches ist der wahre Wert der Spannung? Entspricht einer der Messwerte genau dem wahren Wert? 4.3 Genauigkeitsklassen Studieren Sie mit den Erklärungen der Übungsleiter die Angaben der Fehlerklassen auf den verwendeten Messgeräten. 4.4 Rechenübung zur Messabweichung a) Analoges Amperemeter abgelesener Wert I=13,0mA, Messbereich 30mA, Genauigkeitsklasse 1 1% vom Messbereich = 30mA * 0,01 =………….mA Wahrer Wert: I=(..........±........)mA b) 4½-stelliges Digitalvoltmeter abgelesener Wert U=13,573V, bzw. I=.............mA±........% Messbereich 20V, ±(0,5%rdg +3dig) 0,5% von der Ablesung = 13,573 V * 0,005 = ………...V Wert der letzten Stelle 0,001 V * 3 =…………V Zusammen …………..V Wahrer Wert: U=(.............±........)V bzw. Haiml U=.................V±........% TKS FH-Salzburg Seite 1 von 4 Technische Physik Labor 1 4.5 Anleitung: Multimeter Günstiger Messbereich Nehmen Sie an, Sie hätten die unter 4.4 genannten Messgeräte. Errechnen Sie die absoluten und relativen Messabweichungen für verschiedene Messwerte, wobei der gewählte Messbereich unverändert wie oben angegeben gehalten werde: Tabelle 1: Analoges Amperemeter: Messbereich 30mA, Genauigkeitsklasse 1 Messwert 1% vom Messbereichsendwert Fabs Frel mA 30 9 1 0,2 0,05 mA mA % Tabelle 2: Digitales Voltmeter: Messbereich 20V, ±(0,5%rdg +3dig) 0,5% vom Messwert 3 mal Messwert Fabs niederwertigstes Digit von 19,99 V 19,999 5,00 1,00 0,10 0,01 V V V Frel % Stellen Sie für beide Messgeräte die relativen Messabweichungen in einem manuell erstellten Diagramm als Funktion des Messwertes grafisch dar. Versuchen Sie dabei, die Richtlinien für die Erstellung von Diagrammen zu beachten. 4.6 Widerstandsmessung Lassen Sie sich die Funktion des Ohmmeters erklären und geben Sie dies mit eigenen Worten im Protokoll wieder. Entnehmen Sie dem Widerstandssortiment einen R-Wert von 470 Ohm. Tragen Sie auf einem Zahlenstrahl den nominellen Widerstandswert mit seiner Toleranz ein. Messen Sie den elektrischen Widerstand und tragen Sie den Wert mit Messabweichungen ebenfalls ein. Haben alle im Praktikum den selben Wert erhalten? Decken sich die Fehlerbalken? 4.7 Schaltungsaufbau Ein einstellbares Netzgerät ist durch einen Lastwiderstand (1k) zu belasten. Bei unterschiedlichen Spannungseinstellungen sind der Spannungsabfall am Widerstand und der Laststrom mit verschiedenen Messgeräten zu messen. a) Ergänzen Sie zuvor die nachfolgende Messschaltung mit normgemäßen Bezeichnungen. Abbildung 1: Messschaltung zur Stromund Spannungsmessung mit unterschiedlichen Messgeräten PeakTech 4010 b) Bauen Sie die Schaltung auf. c) Nach Kontrolle durch die Laborbetreuer nehmen Sie die Schaltung in Betrieb und messen bei 5 unterschiedlichen Spannungseinstellungen. Achten Sie Haiml TKS FH-Salzburg Unigor A40 PeakTech 4010 Seite 2 von 4 Technische Physik Labor 1 Anleitung: Multimeter dabei jeweils auf günstige Messbereichseinstellungen. Tragen Sie die Messwerte in die nachfolgende Tabelle ein. Zur Kontrolle tragen Sie jeweils auch den aus der Berechnung I=U/R zu erwartenden Strom ein. Tabelle 3: Messergebnisse und Geräteangaben Voltmeter digital %rdg digits Voltmeter digital Nr U Last Messber. V V 1 2 3 4 5 4.8 Fabs V Geräteangaben: Amperemeter analog Klasse R erwartet I mA Amperemeter analog I Messb. Fabs mA mA mA Amperemeter digital %rdg digits Amperemeter digital I Messb. Fabs mA mA mA Grafische Ergebnisdarstellung Erstellen Sie mit einem geeigneten Programm (MS-Excel...) ein Diagramm, in dem über der gemessenen Spannung a) der berechnete Strom b) der mit Digitalmultimeter gemessene Strom c) der mit analogem Amperemeter gemessene Strom dargestellt ist. Tragen Sie, zumindest für ausgewählte Messpunkte, Fehlerindikatoren ein. Der physikalisch erwartete Kurvenverlauf ist eine Gerade (Ohmsches Gesetz). Lassen Sie, anstatt die Messpunkte zu verbinden, eine lineare Trendlinie in die Messwerte einpassen. 5 Schlussfolgerungen Reflektieren Sie die wesentlichen Eigenschaften, Vor- und Nachteile digitaler und analoger Multimeter in ihrer Verwendung als Voltmeter und Amperemeter. Haiml TKS FH-Salzburg Seite 3 von 4 Technische Physik Labor 1 Anleitung: Multimeter 6 Anhang Abbildung 2: Analogmultimeter Unigor A40 Abbildung 3: PeakTech 4010 Haiml TKS FH-Salzburg Seite 4 von 4
