Úloha č.2

hodnotu napětí Un nastavit na funkčním generátoru HP (A) 33120A.
!!Pozor na impedanční přizpůsobení mezi výstupem generátoru HP 33120A s vstupem multimetru HP 34401A!!
Jako známý odpor Rn použít jeden z odporů R v přípravku.
Zjistit velikost napětí Uvst.
Vypočíst vstupní odpor Rvst multimetru METEX M-3850 na zvoleném měřicím rozsahu.
Měření vstupního odporu Rvst voltmetru metodou polovičního napětí:
Zapojení zůstává stejné jako v předchozím případě, pouze je potřeba zaměnit měřený multimetr a nastavit požadovaný rozsah.
Změnou hodnoty odporu Rn docílit na multimetru HP 34401A co nejpřesněji poloviční hodnotu napětí Un, která je nastavena na funkčním generátoru HP (A) 33120A.
Určit hodnotu vstupního odporu Rvst multimetru HP 34401A.
Výsledky obou měření vstupních odporů multimetrů porovnat s údaji od výrobců.
Úkol č. 2:
Změřte frekvenční charakteristiku multimetru METEX M-3850 v rozsahu frekvencí 100 Hz – 3000 Hz a frekvenční charakteristiku vf. střídavého milivoltmetru BM579 v rozsahu frekvencí 1 MHz – 10 MHz.
Propojit generátor Agilent 33120A a měřený multimetr METEX M-3850.
Na multimetru METEX M-3850 nastavit měření střídavého napětí.
Nastavit efektivní hodnotu signálu z generátoru Agilent 33120A na 1V.
Nastavovat frekvenci generátoru Agilent 33120A od 100 Hz do 3000 Hz po kroku 100 Hz a odečítat hodnoty napětí z multimetru METEX M-3850.
Vynést do grafu závislost U = f(f).
Stejným způsobem změřit frekvenční charakteristiku vf. střídavého milivoltmetru TESLA BM 579 v rozsahu frekvencí 1 MHz až 15 MHz po kroku 1 MHz, Vp-p = 5 V (nastavení rozsahu na voltmetru TESLA BM 579 je 3V).

Úkol č. 3:
Určete velikosti absolutních a relativních chyb při měření efektivních hodnot daných výstupních signálů, jejichž zdrojem je generátor HP 33120A:
Sinusový průběh, f =5 kHz, Up-p=5 V
Obdélníkový průběh, f =500 Hz, Up-p =2 V
Trojúhelníkový průběh, f =100 Hz, Up-p =4 V
Měření proveďte multimetry HP 34401A, METEX M-3850. Za referenční správnou hodnotu považujte údaj multimetru HP 34401A.
Průběhy signálů zakreslete do sešitu a popište.
Ověřte výpočtem velikosti efektivních hodnot sinusového a obdélníkového průběhu.

Změřit a zaznamenat efektivní hodnoty Uef výše uvedených průběhů postupně pomocí obou přístrojů (HP 34401A, METEX M-3850), nezapojovat přístroje paralelně, měřit pouze jedním přístrojem!
Zakreslit a popsat průběhy signálů do sešitu.
Vypočítat velikosti absolutních a relativních chyb měření ∆X, δX viz Lab.cvičení č.1 Teoretický rozbor.
Vypočítat velikosti efektivních hodnot sinusového a obdélníkového podle vztahu (20).
Úkol č. 4:
Vypočítejte rozšířenou nejistotu měření U(x) (koeficient rozšíření kr = 2) pro měření efektivní hodnoty sinusového napětí f = 1 kHz, Urms = 2 V multimetry TESLA BM 579 a METEX M-3850
Zjistěte, zda výsledky měření jsou kompatibilní s naměřenou hodnotou multimetrem HP 34401A.
Na generátoru HP33120A nastavte harmonický signálu f = 1 kHz a Uef = 2 V,
Postupně změřte velikost efektivní hodnoty signálu multimetrem HP 34401A na rozsahu 10 V, vf. milivoltmetrem TESLA BM 579 na rozsahu 3 V a multimetrem Metex M-3850 na rozsahu 4 V.
Měřící rozsahy uvedených přístrojů dodržte, jsou pro ně vypočítány velikosti absolutních chyb údajů ∆P viz .
Přístroj
HP 34401A
TESLA BM 579
Metex M-3850
∆P [ mV]
4,2
82
18

Tabulka :Velikost absolutních chyb údajů multimetrů
Vypočítejte velikost standardní nejistoty typu B pro dané multimetry podle vztahu (23), kde za parametr Dmax dosaďte velikost absolutní chyby údaje ∆P přístroje (odhad výskytu měřené veličiny Dmax při dodržení stanovených podmínek provozu přístroje vychází pouze z vlastní nepřesností přístroje, kterou představuje absolutní chyba údaje přístroje ∆P), koeficient χ pro rovnoměrné rozložení má hodnotu χ = 2.
Standardní nejistotu typu A není nutno experimentálně ověřovat, pokud se údaje měřících přístrojů při měření efektivní hodnoty napětí nemění.
Kombinovaná standardní nejistota uC je určena pouze jednou složkou tedy standardní nejistotou typu B – viz vztah (25).
Podle vztahu (26) vypočtete rozšířenou nejistotu U(x) pro jednotlivá měření efektivní hodnoty napětí multimetry HP 34401A, TESLA BM 579 a Metex M-3850. Koeficient rozšíření zvolte kr = 2.
Výsledky měření efektivní hodnoty napětí výše uvedenými multimetry zapište s udáním hodnoty rozšířené nejistoty U(x) a stanovte intervaly ve kterých se s 95% pravděpodobností nachází měřená hodnota (xm).
Zjistěte, zda dochází k překrývání intervalů a určete, která měření jsou kompatibilní s referenčním multimetrem HP 34401A.

Hlavním cílem této laboratorní úlohy je naučit studenty pracovat se základními typy stejnosměrných a střídavých voltmetrů. Studenti by měli zvládnout změřit vstupní odpor voltmetru, frekvenční charakteristiku a nelinearitu přístroje. Důležitým bodem je měření efektivní hodnoty signálu, jak harmonického, tak i neharmonického a výběr vhodného přístroje pro dané měření. Studenti se rovněž seznámí s novým způsobem hodnocení kvality měření a to ve formě standardních nejistot a kompatibility měření.
Doporučená literatura:
BEJČEK, L., ČEJKA, M., REZ, J. Měření v elektrotechnice, elektronická skripta. FEKT VUT Brno, 2002.
ČEJKA, M., MATYÁŠ, V. Elektronická měřicí technika. Skripta VUT Brno, 1996. ISBN 80-214-0819-7.
HAASZ, V., SEDLÁČEK, M. Elektrická měření – přístroje a metody. Skripta ČVUT, Praha, 2000. ISBN 80-01-01717-6.