Taratura del divisore di tensione

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Renato Murgia
4 anni fa
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1 Taratura del divisore di tensione Il partitore di tensione divisore necessita di taratura per poter essere utilizzato per misure potenziometriche. A tal fine si nette alla f.e.m. campione E 0 (pila o generatore tramite il tasto T Pila Campione (Weston - si basa su fenomeni elettrochimici - E 0 = V (± 1 su ultima cifra, ρ 0 1 kω - tensione in uscita costante al variare di T (-0.004%/ C - tensione in uscita inalterata per lunghi periodi di tempo (10 anni - per pile diverse E 0 differisce al più di 10 ppm - i tasti T 1 e T 2 limitano la corrente erogata a qualche μa (pena deterioramento pila Taratura 1 sul divisore di tensione si imposta il valore r 0 di E 0 /10 (in generale E 0 /k k t t valore scelto in modo da ottimizzare la precisione 2 G a sensibilità S minima si chiude T 3 si regola il reostato P in modo da minimizzare i g, aumentando anche S 4 si chiude T 1 e si ripete 3 5 si chiude T 2 e si ripete 3

2 Linearità del divisore di tensione Dopo la taratura si può avere Si definisce linearità L del potenziometro la grandezza (fornita dal costruttore e normalmente espressa in % di V HL L = ( Δv max / V HL Δv max = L V HL e l'errore percentuale di linearità è quindi dato da ( Δv /v lin = ( Δ r/ r lin = Δv max / v = = L * V HL / v = L / r L diminuisce al diminuire di r ma più lentamente e quindi Δv /v cresce al diminuire di r cercare di massimizzare r scegliendo il valore di k t

3 Misura fem incognita Dopo la taratura si passa il tasto in posizione di misura e, variando il rapporto r del divisore, si trova quello r x che minimizza i g e si ricava ε x = ( r x / r 0 E 0 Dalla seda legge di Kirchhoff E pot ε x = i g (ρ pot Se i g = 0 (r = r x E pot = ε x In realtà i g ( 0 = i gmin e quindi si ha un errore di sensibilità dato da ( ε x S = i gmin (ρ pot misurabile variando r e ricavando r( ¼ div ( ε x S Circuito equivalente Incertezza relativa finale nella misura di ε x

4 Misura fem incognita ( ε x S = i gmin (ρ pot Il galvanometro in laboratorio ha sensibilità massima pari a 100 na/div e quindi i gmin = 25 na. Se (ρ pot < 100 Ω allora ( ε x S < 2.5 μv. In caso trario (ex. ρ x > 1 kω al posto del galvanometro viene usare un microvoltmetro. Misura di ρ x Chiudendo la fem incognita su una R ( ρ x nota si esegue la misura di ε' x = ε x R /(R che unita a quella di ε x permette la misura di ρ x tramite la relazione ρ x = R [ (ε x /ε' x - 1] = R [ (r x /r x ' - 1] Circuito equivalente Quale valore di R permette la massima precisione nella misura di ρ x?

5 Tabulato 1 Operazioni in laboratorio 1 prima stima E x e ρ x 1 e 2 multimetri 2 taratura potenziometro 3 misura potenziometrica E x 4 misura potenziometrica E x e voltmetro 5 misura potenziometrica E x chiusa su R e galvanometro o voltmetro

6 Misura resistenza incognita E+,E- in 1,2 all'equilibrio E pot 12 = i R* Circuito equivalente E+,E- in 3,4 all'equilibrio E pot 34 = i R x e quindi R x = (E pot 34 / E pot 12 R* nota R* si misura R x (serve ancora la taratura? Misura di particolare importanza nel caso che R* e R x siano di piccolo valore e a 4 terminali (corrente praticamente nulla attraverso i terminali di tensione In laboratorio si esegue la misura in 3 diverse dizioni 1 V massimizzato per aumentare la caduta di tensione su R* e R x 2 senza P, V massimizzato per aumentare la caduta di tensione su R* e R x 3 V sostituito da un generatore di corrente i massimizzata per aumentare la caduta di tensione su R* e R x In tutti e 3 i casi ATTENZIONE wattaggio max sostenibile da P, R* e R x!!!!!

7 Tabulato 2 Operazioni in laboratorio 1 prima stima R x multimetro 2 misura R x alimentatore di tensione e potenziometro 3 misura R x alimentatore di tensione 4 misura R x alimentatore di corrente

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