Właściwości Multimetru HP 34401A

Transkrypt

1 Ćiczenie 6 Właściości Multimetru HP 34401A Zakres ymaganych iadomości 1. Budoa i funkcje uniersalnych cyfroych przyrządó pomiaroych. 2. Interfejs szeregoy RS-232C Asynchroniczna transmisja znakó. Format jednostki informacyjnej. 3. Organizacja yproadzeń na złączach interfejsu RS-232C. Tryb przesyłania danych. 4. Zasady języka SCPI. Zasady torzenia rozkazó. Symbolika języka. Programoanie sekencji pomiaró dla HP przy uŝyciu języka SCPI. 5. Zasada działania oltomierza z podójnym całkoaniem. Eliminacja zakłóceń siecioych. 6. Pomiar rezystancji z ykorzystaniem 2 lub 4 przeodó. Literatura [1] Waldemar Narocki, Komputeroe Systemy Pomiaroe. [2] Mielczarek W., Urządzenia pomiaroe i systemy kompatybilne ze standardem SCPI [3] Mielczarek W., Szeregoe interfejsy cyfroe [4] Lesiak P., Śisulski D., Komputeroa technika pomiaroa przykładach

2 [5] Michalski L., Eckersdorf K., Kucharski J.: Termometria. Łódź, Politechnika Łódzka 1998 [6] Agilent Technologies Agilent 34401A Multimetr User s Guide [7] Agilent Technologies Agilent 34401A Multimetr Service Guide [8] Informacje o produkcie: OPIS KLAWISZY FUNKCJI PRZEDNIEGO PANELU STEROWANIA Klaisz Opis działania Shift + klaisz DC V Pomiar napięcia stałego Pomiar prądu stałego AC V Pomiar napięcia przemiennego Pomiar prądu przemiennego Ω 2W Pomiar rezystancji metodą duprzeodoą Pomiar rezystancji metodą czteroprzeodoą Freq Pomiar częstotliości Pomiar okresu Cont Spradzanie ciągłości przeodó Spradzanie dobroci i biegunoości diód Null Pomiar artości zeroej Null Wynik przetarzania = ynik pomiaru NULL artość zeroa Funkcja matematyczna db Min Ma Pomiar min i ma artości sygnału Funkcja matematyczna dbm < Regulacja ilości yśietlanych cyfr Włączenie / Wyłączenie menu multimetru > Regulacja ilości yśietlanych cyfr Włączenie menu multimetru Manualna regulacja zakresu górę Ustaienie rozdzielczości na artość 4 ½ Manualna regulacja zakresu dół Ustaienie rozdzielczości na artość 5 ½ Auto/Man Ustaienie zakresu manualnego Ustaienie rozdzielczości na artość 6 ½ USTAWIANIE ZAKRESU Multimetr HP 34401A daje nam die moŝliości ustaienia zakresu automatyczną i ręczną. Z ustaieniami automatycznymi mamy do czynienia podczas załączenia multimetru, bądź jego zresetoaniu. Uaga : Przejście stan manualny i przekroczenie dopuszczalnej artości zakresu doproadzi do uszkodzenia multimetru. JeŜeli mierzymy trybie manualnym, naleŝy ustaić zakres stosonie do mierzonej artości przed jej podpięciem do miernika. USTAWIANIE ROZDZIELCZOŚCI Mamy do dyspozycji trzy moŝliości ustaienia rozdzielczości. Są to 4 ½, 5 ½ oraz 6 ½. Podczas łączenia multimetru rozdzielczość ustaia się automatycznie na 5 ½. Wraz ze zrostem rozdzielczości rośnie dokładność ykonyanych pomiaró kosztem prędkości ich odczytu. Auto/Man Shift + Shift + Shift + Auto/Man Przełączenie ze stanu Auto na Manualny Ustaienie rozdzielczości 5 ½ Ustaienie rozdzielczości 4 ½ Ustaienie rozdzielczości 6 ½

3 Program ćiczenia 1. Konfiguracja multimetru i ykonyanie pomiaró za pomocą klaiszy panelu przedniego. a. pomiar napięcia AC, częstotliości, okresu i artości skutecznej b. pomiar rezystancji metodą duprzeodoą c. pomiar rezystancji metodą czteroprzeodoą d. pomiar rezystancji metodą porónaczą (pomiar sp. RatioDC) 2. Konfiguracja multimetru i komunikacja z przyrządem poprzez interfejs RS-232C za pomocą komend języka SCPI przy ykorzystaniu oprogramoania National Instruments Measurement & Automation Eplorer a. ybrane polecenia systemoe b. konfiguracja przyrządu c. pomiar napięcia AC, częstotliości, okresu i artości skutecznej d. pomiar rezystancji metodą duprzeodoą. e. pomiar rezystancji metodą czteroprzeodoą f. pomiar rezystancji metodą porónaczą (pomiar sp. RatioDC) Instrukcja ykonania ćiczenia 1. Konfiguracja multimetru i ykonyanie pomiaró za pomocą klaiszy panelu przedniego. a. pomiar napięcia AC, częstotliości, okresu i artości skutecznej Ustaić rozdzielczość na artość 6 ½ Shift + Auto/Man Połączyć układ pomiaroy jak na rys.1. Rys. 1. Schemat układu pomiaroego. Ustaić na generatorze doolne napięcie i częstotliość Wybierając odpoiedni klaisz AC V, Freq, Shift + Freq zmierzyć artość skuteczną częstotliość, oraz okres badanego sygnału AC V Pomiar artości skutecznej sygnału

4 Freq Shift + Freq Pomiar częstotliości Pomiar okresu Przeproadzić pomiary artości minimalnej, maksymalnej i średniej czasie trania procedury pomiaroej. Pomiary ykonać dla kilku róŝnych artości amplitudy, częstotliości oraz kształtu sygnału. Min Ma Włączyć funkcję Minimum Maksimum Zmieniać artość amplitudy sygnału Min Ma Shift + < Wyłączyć funkcję Minimum Maksimum A: MEAS MENU Menu pomiaroe > B: MATH MENU Menu matematyczne 1: MIN-MAX Funkcja MIN-MAX odczyt artość minimalna > odczyt artość maksymalna > odczyt artość średnia > Liczba pomiaró b. pomiar rezystancji metodą duprzeodoą W tym ćiczeniu należy zaobseroać pły rezystancji kabla łączącego na ynik mierzonej artości rezystancji Rys.2 Schemat układu do duprzeodoej metody pomiaru rezystancji nastaić rozdzielczość multimetru na artość 6 ½ połączyć układ jak na rys. 2 ustaić przełącznik pozycji krótkie (symulacja krótkich kabli pomiaroych),

5 ustaić za pomocą potencjometru doolną artość nieznanej rezystancji R dokonać pomiaru łączając na multimetrze odczyt metodą duprzeodoą, Ω 2W Pomiar rezystancji metodą duprzeodoą ustaić za pomocą potencjometru artość nieznanej rezystancji R na około 200 Ω i dokonać kolejnego odczytu, przeproadzić pomiary dla identycznych artości rezystancji przy przełączniku ustaionym pozycji długie (symulacja długich kabli pomiaroych). zmierzyć rezystancję doproadzeń Wykonać dodatkoo ostatni pomiar jeszcze raz z proadzeniem korekty, ykorzystując funkcję matematyczną multimetru NULL. Wynik pomiaru rezystancji ynosi: artość rezystancji = artość mierzona NULL Ω 2W Pomiar rezystancji metodą duprzeodoą Shift + < A: MEAS MENU Wchodzimy do menu > B: MATH MENU Wybieramy menu matematyczne 1:MIN MAX Wchodzimy do menu matematycznego > 2:NULL VALUE Wybieramy funkcje NULL VALUE mvac Wartość nastaiona aktualnie > mvac Wybieramy cyfrę do zmiany mvac Ustaiamy artość (np. 2) < mvac Przejście kursorem na początek liczby Auto Man CHANGE SAVED Zapisanie zmiany c. pomiar rezystancji metodą czteroprzeodoą połączyć układ pomiaroy zgodnie ze schematem na rys. 3,

6 Rys.3 Schemat układu do czteroprzeodoej metody pomiaru rezystancji ustaić przełącznik pozycji krótkie (symulacja krótkich kabli pomiaroych), ustaić za pomocą potencjometru artość nieznanej rezystancji R na około 200 Ω, dokonać pomiaru łączając na multimetrze odczyt metodą duprzeodoą, Ω 2W Pomiar rezystancji metodą duprzeodoą dokonać pomiaru łączając na multimetrze odczyt metodą czteroprzeodoą, Shift + Ω 2W Pomiar rezystancji metodą czteroprzeodoą przeproadzić pomiary dla identycznych artości rezystancji przy przełączniku ustaionym pozycji długie (symulacja długich kabli pomiaroych). Przeproadzone pomiary metodą duprzeodoa obarczone są błędem, zależnym od długości linii pomiaroej i artości rezystancji kabla. Silny pły błędu idoczny jest podczas pomiaru rezystancji na długim kablu łączącym, gdzie do mierzonej artości rezystancji dodana jest rezystancja łasna kabla. Zastosoanie metody czteroprzeodoej kompensuje błąd rezystancji przeodó. d. pomiar rezystancji metodą porónaczą Metoda porónacza naleŝy do najdokładniejszych metod pomiaru rezystancji. Polega ona na zmierzeniu kolejno spadku napięcia na oporniku badanym R, i zorcoym R, przez który płynie ten sam prąd, niezmienny podczas obu pomiaró. Wykonanie pomiaru stosunku napięć Ratio DC pozala uzyskać prost stosunek spadkó napięć na opornikach. Jeśli zmierzone

7 napięcie na rezystancji R jest U a na rezystancji R jest U, to otrzymujemy następujące zaleŝności: I U = R U = R R U = U R zbudoać układ pomiaroy przedstaiony na rys. 4, Rys. 4 Schemat układu pomiaroego metody porónaczej łączyć na multimetrze pomiar stosunku napięć Ratio DC, Shift + < A: MEAS MENU Włączenie menu pomiaroego 1: AC FILTER > 2: CONTINUITY > 3: INPUT R > 4: RATIO DC Ustaienie Ratio DC DC/DC Ustaienie stosunku napięć Auto/Man Odczyt artości yliczyć szukaną artość rezystancji na podstaie poniŝszych zaleŝności:

8 U RatioDC = U R = RatioDC R zamieścić spraozdaniu otrzymane yniki, oraz oszacoać artość maksymalną błędu pomiaru rezystancji R jeŝeli klasa dokładności opornika zorcoego R ynosi 0.1, natomiast sumaryczny błąd graniczny pomiaru napięcia DC na zakresie 10 V ynosi ± ( % odczytu % zakresu) 2. Konfiguracja multimetru i ykonyanie pomiaró poprzez interfejs RS-232C za pomocą oprogramoania National Instruments Measurement & Automation Eplorer uruchomić program National Instruments Measurement & Automation Eplorer (Menu Start - Programy - National Instrument - Measurement & Automation) leym oknie Configuration ybrać Devices and Interfaces - Serial & Paralle - COM1 praym oknie uruchomić zakładkę Open VISA TEST PANEL

9 Wybierając zakładkę viwrite - pojaia się okno tekstoe gdzie pisuje się polecenie języku SCPI. KaŜde polecenie musi być zakończone znakiem końca lini (\n). Polecenie zostaje ysłane do urządzenia po naciśnięciu Eecute. Wybierając zakładkę viread - pojaia się okno tekstoe gdzie po naciśnięciu przycisku Eecute pojaia się odpoiedź urządzenia na ysłane polecenie zapytania. a. ybrane polecenia systemoe języka SCPI ysłać do urządzenia polecenie *IDN?\n i odczytać odpoiedź urządzenia ysłać do urządzenia polecenie *TST?\n i odczytać odpoiedź urządzenia ysłać do urządzenia polecenie *RST\n b. ustaianie i spradzanie konfiguracja przyrządu ysłać do urządzenia polecenie CONF:VOLT:DC 100\n ysłać do urządzenia polecenie CONF?\n i odczytać odpoiedź urządzenia - patrząc na yśietlacz urządzenia zinterpretoać otrzymaną odpoiedź ysłać do urządzenia polecenie CONF:VOLT:DC 100, 0.01\n

10 ysłać do urządzenia polecenie CONF?\n i odczytać odpoiedź urządzenia - patrząc na yśietlacz urządzenia zinterpretoać otrzymaną odpoiedź ysłać do urządzenia polecenie CONF:VOLT:AC 100, 0.01\n ysłać do urządzenia polecenie CONF?\n i odczytać odpoiedź urządzenia - patrząc na yśietlacz urządzenia zinterpretoać otrzymaną odpoiedź ysłać do urządzenia polecenie CONF:RES 1000, 0.01\n ysłać do urządzenia polecenie CONF?\n i odczytać odpoiedź urządzenia - patrząc na yśietlacz urządzenia zinterpretoać otrzymaną odpoiedź ysłać do urządzenia polecenie CONF:FREQ 1000\n ysłać do urządzenia polecenie CONF?\n i odczytać odpoiedź urządzenia - patrząc na yśietlacz urządzenia zinterpretoać otrzymaną odpoiedź ysłać do urządzenia polecenie CONF:PER 0.1\n ysłać do urządzenia polecenie CONF?\n i odczytać odpoiedź urządzenia - patrząc na yśietlacz urządzenia zinterpretoać otrzymaną odpoiedź c. pomiar napięcia AC, częstotliości i artości skutecznej połączyć układ jak na schemacie rys.1 ysłać do urządzenia polecenie *RST\n ysłać do urządzenia polecenie SYST:REM\n ysłać do urządzenia polecenie MEAS:VOLT:AC?\n i odczytać odpoiedź urządzenia ysłać do urządzenia polecenie MEAS:FREQ?\n i odczytać odpoiedź urządzenia ysłać do urządzenia polecenie MEAS:PER?\n i odczytać odpoiedź urządzenia d. pomiar rezystancji metodą duprzeodoą połączyć układ jak na schemacie rys.2 ustaić przełącznik pozycji krótkie (symulacja krótkich kabli pomiaroych), ustaić za pomocą potencjometru artość nieznanej rezystancji R na 200 Ω, ysłać do urządzenia polecenie *RST\n ysłać do urządzenia polecenie SYST:REM\n ysłać do urządzenia polecenie MEAS:RES?\n i odczytać odpoiedź urządzenia przeproadzić pomiary dla identycznych artości rezystancji przy przełączniku ustaionym pozycji długie (symulacja długich kabli pomiaroych). e. pomiar rezystancji metodą czteroprzeodoą połączyć układ jak na schemacie rys.3 ustaić przełącznik pozycji krótkie (symulacja krótkich kabli pomiaroych), ustaić za pomocą potencjometru artość nieznanej rezystancji R na 200 Ω, ysłać do urządzenia polecenie *RST\n ysłać do urządzenia polecenie SYST:REM\n ysłać do urządzenia polecenie MEAS:FRES?\n i odczytać odpoiedź urządzenia

11 przeproadzić pomiary dla identycznych artości rezystancji przy przełączniku ustaionym pozycji długie (symulacja długich kabli pomiaroych). f. pomiar rezystancji metodą porónaczą (pomiar sp. RatioDC) ysłać do urządzenia polecenie *RST\n ysłać do urządzenia polecenie SYST:REM\n zbudoać układ pomiaroy przedstaiony na rys. 4 ysłać do urządzenia polecenie MEAS:VOLT:DC:RAT?\n?\n i odczytać odpoiedź urządzenia ykonać odpoiednie obliczenia