Politechnika Świętokrzyska w Kielcach
Laboratorium Metrologii II
Nr ćwiczenia: 2	Temat: Pomiar częstotliwości i czasu metodą cyfrową	Grupa:
Data wykonania:	Wykonawcy:	Nr zespołu:
Data oddania:		Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z cyfrową metodą pomiaru częstotliwości i czasu, a także wyznaczenie błędów wskazania dla różnych częstotliwości i okresów próbkowania podczas pomiarów pośrednich i bezpośrednich częstotliwości.

2. Wykaz przyrządów pomiarowych

- cyfrowy generator częstotliwości
- cyfrowy miernik laboratoryjny z funkcjami pomiaru okresu i częstotliwości

3. Schematy pomiarowe
   
   
   

4. Tabele pomiarowe
   
   
   
   a) Pomiar bezpośredni
   
   

	Nastawa Generatora
Okres próbkowania	1 Hz	10	100	1 kHz	10 kHz	100 kHz	1 MHz	Nastawa pożądana
	1,023 Hz	10,002 Hz	100,023 Hz	1,00125 kHz	10,08 kHz	100,9502 kHz	1000,22 kHz	Nastawa uzyskana
10s	1	10	100	1001,3	10080,9	100949,2	1000230,4	Wskazanie [Hz]
	-2,248	-0,02	-0,023	0,005	0,009	-0,001	0,001	Błąd wskazania [%]
1s	1	10	100	1001	10082	100945	1000257	Wskazanie [Hz]
	-2,248	-0,02	-0,023	-0,025	0,02	-0,005	0,004	Błąd wskazania [%]
0,1s	*	10	100	1000	10081	100940	1000260	Wskazanie [Hz]
	*	-0,02	-0,023	-0,125	0,01	-0,01	0,004	Błąd wskazania [%]
0,01s	*	*	100	1000	10100	101000	1000200	Wskazanie [Hz]
	*	*	-0,023	-0,125	0,198	0,049	-0,002	Błąd wskazania [%]

*- brak wskazania; brak możliwości obliczenia błędu

b) Pomiar pośredni

*- brak wskazania; brak możliwości obliczenia błędu

	Nastawa Generatora
Częstotliwość wzorcowa	1 Hz	10 Hz	100 Hz	1 kHz	10 kHz	100 kHz	1 kHz	Nastawa pożądana
	1,044 Hz	10,057 Hz	100,42 Hz	1,0001 kHz	10,069 kHz	100,793 kHz	1,0852 kHz	Nastawa uzyskana
10kHz	957,6	99,42	9,96	1	0,1	0,01	*	Wskazanie T [ms]
	1,044277	10,058338	100,40160	1000	10000	100000	*	Wartość przeliczona f [Hz]
	0,027	0,013	-0,018	-0,01	-0,685	-0,787	*	Błąd wskazania [%]
100kHz	957,92	99,416	9,957	1	0,09	0,01	0,001	Wskazanie T [ms]
	1,043928	10,058743	100,43185	1000	11111,111	100000	1000000	Wartość przeliczona f [Hz]
	-0,007	0,017	0,012	-0,01	10,35	-0,787	-7,851	Błąd wskazania [%]
10MHz	958,103	99,4205	9,9563	0,9998	0,0993	0,01	0,0009	Wskazanie T [ms]
	1,043729	10,058287	100,43891	1000,2000	10070,493	100000	1111111	Wartość przeliczona f [Hz]
	-0,026	0,013	0,019	0,01	0,015	-0,787	2,388	Błąd wskazania [%]
100MHz	958,0644	99,432	9,9564	0,99996	0,09926	0,00993	0,00093	Wskazanie T [ms]
	1,043771	10,057124	100,43790	1000,0400	10074,551	100704,9	1075268	Wartość przeliczona f [Hz]
	-0,022	0,001	0,018	-0,006	0,055	-0,087	-0,915	Błąd wskazania [%]

5. Przykładowe obliczenia







6. Wnioski

Przetwarzanie częstotliwości w liczbę jest realizowane dwoma metodami. Pierwsza z nich- bezpośrednia- polega na zliczaniu impulsów uformowanych z mierzonego przebiegu częstotliwości we wzorcowym przedziale czasu, natomiast druga- pośrednia- opiera się na pomiarze okresu badanej częstotliwości i zamianie go na liczbę.
Oczywiście obie metody sprawdzają się w poszczególnych warunkach. Przy pomiarze małych częstotliwości stosujemy metodę pośrednią ze względu na niedługi okres próbkowania przy zachowaniu małego błędu pomiarowego. Do pomiaru dużych częstotliwości stosujemy bezpośrednią metodę pomiaru, gdyż ona daje dokładniejszy wynik (obarczony mniejszym błędem), co obserwujemy też w naszych pomiarach. Jest to spowodowane tym, że przy pośrednim pomiarze częstotliwości bierzemy pod uwagę malutkie okresy badanego sygnału sterując nimi bramkę. W związku z tym potrzebowalibyśmy wiele razy wyższej częstotliwości aby móc „zmierzyć czas trwania” tych okresów i przeliczyć go na częstotliwość. Podczas generacji wysokich częstotliwości wzorcowych powstają pewne niedokładności i w efekcie błędy się namnażają. Wybierając bezpośrednią metodę pomiaru rezygnujemy ze złożoności układu na rzecz małego błędu pomiaru, gdyż im większa badana częstotliwość tym obserwujemy mniejszy błąd pomiaru.

Zespół nr 4 Pomiar częstotliwości i czasu metodą cyfrową str. 4 z 4