Rok akademicki 2000/2001	Laboratorium Podstaw Metrologii		Nr podgrupy: 2 godz. 11^45 - 14^00
Imiona i nazwiska osób w podgrupie: Grzegorz Stępniewski Radosław Wilimberg Mariusz Zembik	Ćwiczenie numer: 3 Temat ćwiczenia: Pomiar częstotliwości metodą cyfrową		Sprawozdanie wykonał: Radosław Wilimberg
	Data wykonania ćwiczenia: 25.10.2000	Data oddania sprawozdania: 8.11.2000	Ocena:

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z cyfrowymi metodami pomiaru częstotliwości.

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

1. Rozwiązać zadania załączone do ćwiczenia.

2. Zestawić odpowiedni układ pomiarowy.

3. Dokonać pomiaru wybranych częstotliwości (przynajmniej trzy nastawy w każdym podzakresie) przy lewo- i prawostronnym dostrojeniu metodą bezpośredniego pomiaru częstotliwości.

4. Dokonać pomiaru wybranych częstotliwości przy lewo- i prawostronnym dostrojeniu metodą pomiaru okresu.

5. Wypełnić tabele pomiarowe, wykonać obliczenia i określić błędy danej nastawy i błędy przy dostrojeniu.

ROZWIĄZANIA ZADAŃ:

Zadanie 1:

Dolna częstotliwość, która może być zmierzona z błędem nie przekraczającym 0,2% wynosi 50Hz.

Zadanie 2:

Maksymalna częstotliwość mierzona metodą pomiaru okresu, by nie przekroczyć błędu 0,2% wynosi 20kHZ.

Zadanie 3:

Przy pomiarze 10 okresów sygnału mierzonego dokładność pomiaru częstotliwości wzrośnie dziesięciokrotnie.

UKŁADY POMIAROWE:

1. Metoda bezpośredniego pomiaru częstotliwości.

2. Metoda pomiaru okresu.

TABELE POMIAROWE:

1) Metoda 1

L.p.	fg	Tw	n	fx	Δfx	δfx	δfg	Δfg
-	Hz	s	-	Hz	Hz	%	%	Hz
1	50	10	510	51,0	0,1	0,2	-2,0	-1
2	50	10	502	50,2	0,1	0,2	-0,4	-0,2
3	70	10	646	64,6	0,1	0,2	8,4	5,4
4	70	10	646	64,6	0,1	0,2	8,4	5,4
5	100	10	1033	103,3	0,1	0,1	-3,2	-3,3
6	100	10	983	98,3	0,1	0,1	1,7	1,7
7	500	10	5226	522,6	0,1	0,02	-4,3	-22,6
8	500	10	5120	512,0	0,1	0,02	-2,3	-12
9	700	10	7130	713,0	0,1	0,01	-1,8	-13
10	700	10	7081	708,1	0,1	0,01	-1,1	-8,1
11	1000	10	10106	1010,6	0,1	0,01	-1,0	-10,6
12	1000	10	10078	1007,8	0,1	0,01	-0,8	-7,8
13	5000	10	51133	5113,3	0,1	0,002	-2,2	-113,3
14	5000	10	50056	5005,6	0,1	0,002	-0,1	-5,6
15	7000	10	69958	6995,8	0,1	0,001	0,06	4,2
16	7000	10	69448	6944,8	0,1	0,001	0,8	55,2
17	10000	10	99662	9966,2	0,1	0,001	0,3	33,8
18	10000	10	99086	9908,6	0,1	0,001	0,9	-914
19	10000	10	127813	12781,3	0,1	0,0008	-21,8	-2781,3
20	10000	10	122812	12281,2	0,1	0,0008	-18,6	-2281,2
21	50000	10	520821	52082,1	0,1	0,0002	-4,0	-2082,1
22	50000	10	513411	51341,1	0,1	0,0002	-2,6	-1341,1
23	70000	10	706943	70694,3	0,1	0,0001	-1,0	-694,3
24	70000	10	699388	69938,8	0,1	0,0001	0,09	61,2
25	500000	10	5099764	509976,4	0,1	0,00002	-2,0	-9976,4
26	500000	10	5010668	501066,8	0,1	0,00002	-0,2	-1066,8
27	700000	10	7022272	702227,2	0,1	0,00001	-0,3	-2227,2
28	700000	10	6897460	689746,0	0,1	0,00001	1,5	10254,0
29	1000000	10	10133605	1013360,5	0,1	0,00001	-1,3	-13360,5
30	1000000	10	10019931	1001993,1	0,1	0,00001	-0,2	-1993,1

2. Metoda 2

L.p.	fg	fw	k	n	Tx	fx	Δfx	δfx	δfg	Δfg
	Hz	Hz	-	-	ms	Hz	Hz	%	%	Hz
1	20000	1000000	10	4424	0,4424	22604,0	4	0,02	-11	-2604
2	20000	1000000	10	4601	0,4601	21734,4	4	0,02	-8	-1734,4
3	16000	1000000	10	5410	0,5410	18484,3	4	0,02	-13	-2484,3
4	16000	1000000	10	5632	0,5632	17755,7	4	0,02	-9	-1755,7
5	10000	1000000	10	7857	0,7857	12727,5	1	0,01	-21	-2727,9
6	10000	1000000	10	8168	0,8168	12216,0	1	0,01	-18	-2216
7	8000	1000000	10	12440	1,2440	8038,6	0,6	0,008	-0,4	-38,6
8	8000	1000000	10	12614	1,2614	7927,7	0,6	0,008	0,9	72,3
9	5000	1000000	10	19463	1,9463	5138,0	0,3	0,005	-3	-138
10	5000	1000000	10	19755	1,9755	5062,0	0,3	0,005	-1	-62
11	2000	1000000	10	44430	4,4430	2250,7	0,05	0,002	-11	-250,7
12	2000	1000000	10	47044	4,7044	2125,7	0,05	0,002	-6	-125,7
13	1000	1000000	10	98228	9,8228	1018,0	0,01	0,0001	-2	-18
14	1000	1000000	10	99341	9,9341	1006,6	0,01	0,0001	-0,7	-6,6
15	500	1000000	10	190866	19,0866	523,9	0,003	0,0005	-5	-23,9
16	500	1000000	10	192768	19,2768	518,8	0,003	0,0005	-3,6	-18,8
17	200	1000000	10	436831	43,6831	228,9	0,0005	0,0002	-13	-28,9
18	200	1000000	10	457626	45,7626	218,5	0,0005	0,0002	-8,5	-18,5
19	100	1000000	10	1004265	100,4265	99,6	0,0001	0,0001	0,4	0,4
20	100	1000000	10	1017568	101,7568	98,3	0,0001	0,0001	1,7	1,7
21	70	1000000	10	1429750	142,9750	69,9	0,00005	0,00007	0,1	0,1
22	70	1000000	10	1447756	144,7756	69,1	0,00005	0,00007	1,3	0,9
23	50	1000000	10	1951375	195,1375	51,2	0,00003	0,00005	-2	-1,2
24	50	1000000	10	1983818	198,3818	50,4	0,00003	0,00005	-0,8	-0,4

OBLICZENIA I WZORY:

1. Określenie liczby zliczanych impulsów w metodzie 1:




2. Obliczenie względnego błędu procentowego pomiaru częstotliwości metodą 1:




3. Obliczenie częstotliwości mierzonej w metodzie 2:




4. Obliczenie względnego błędu procentowego pomiaru częstotliwości metodą 2:




5. Obliczenie błędu względnego generatora badanego:




SPIS PRZYRZĄDÓW:

• generator funkcyjny G432;

• częstościomierz - czasomierz cyfrowy PFL-20

WNIOSKI:

Metoda bezpośredniego pomiaru częstotliwości nadaje się do pomiaru częstotliwości dużych, wtedy błąd względny pomiaru maleje wraz ze wzrostem liczby zliczonych impulsów (czyli ze wzrostem częstotliwości mierzonej).

Metoda pomiaru okresu jest odpowiednia do pomiaru małych częstotliwości, im mniejsza częstotliwość, tym błąd względny pomiaru jest mniejszy, ponieważ im dłuższy okres przebiegu, tym więcej impulsów zostanie zliczonych w tym czasie.

Zwiększenie ilości mierzonych okresów sygnału k-krotnie powoduje k-krotne zmniejszenie względnego błędu pomiaru.

generator badany

układ formujący

bramka

licznik

dzielnik częstotliwości

generator częstotliwości wzorcowej

generator częstotliwości wzorcowej

bramka

licznik

dzielnik częstotliwości

układ formujący

generator badany

f_x

f_x

T_w

f_w

k*T_x = k/f_x

f_x

---