Politechnika Lubelska |
Laboratorium Metrologii |
||||
w Lublinie |
Ćwiczenie Nr 23 |
||||
Nazwisko:Pyś Czobot |
Imię: Piotr Zbigniew |
Semestr VI |
Grupa ED 6.4 |
Rok akad. 1995/96 |
|
Temat ćwiczenia: Pomiar częstotliwości |
Data wykonania 14.05.96 |
Ocena
|
|||
1.Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest pomiar częstotliwości napięć przemiennych.
WYKONANIE POMIARÓW
2.Badanie wpływu wartości napięcia o mierzonej częstotliwości na wskazanie elektronicznego miernika częstotliwości
Schemat układu:
Spis przyrządów:
Generator typu PO-27 PL-P3-1900-E2-M
Miernik częstotliwości typu MC-3T PL-P3-665/E6
f |
Hz |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
U |
V |
0,25 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
1 |
2 |
3 |
4 |
f |
kHz |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
U |
V |
0,5 |
0,6 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
4 |
f |
kHz |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
U |
V |
0,5 |
0,7 |
1 |
1,5 |
2 |
3 |
3,5 |
4,5 |
2.Sprawdzenie skalowania generatora elektronicznego.
A) Przez porównanie metodą krzywych Lissajous ze znaną częstotliwością napięcia sieciowego f=50Hz.
Schemat układu:
Spis przyrządów:
Generator typu PO-27 PL-P3-1900-E2-M
Oscyloskop PL-P3-541-E6
Tabela pomiarowa:
fW |
fgen |
Δf |
Hz |
Hz |
Hz |
50 |
50.7 |
0.7 |
75 |
75.5 |
0.5 |
150 |
155 |
5 |
Obliczenia przykładowe:
błąd skalowania: Δf 75 = 75.5 - 75 = 0.5 Hz
Dla częstotliwości 50, (75, 150) Hz wyznaczam różnicę częstotliwości między częstotliwością wzorcową (sieci) a częstotliwością generatora mierząc czas t n okresów ruchu figury
fgen |
n |
t |
δt |
Hz |
okr. |
s |
Hz |
50 |
1 |
50 |
0.02 |
Obliczenia:
B)Porównanie wskazania 400Hz ze wskazaniem logometrycznego elektrodynamicznego miernika częstotliwości.
Schemat układu:
Spis przyrządów:
Generator typu PO-27 PL-P3-529-E6
Miernik częstotliwości typu MC-3T PL-P3-665/E6
Przy napięciu z generatora U = 4.8 V i częstotliwości fgen = 400 Hz , częstotliwość zmierzona miernikiem
elektrodynamicznym wyniosła f = 399 Hz.
Różnica wskazań Δf = / fgen -f / = 400 - 399 = 1 Hz
3.Pomiar częstotliwości 1000Hz mostkiem Robinsona
Schemat układu:
Spis przyrządów:
Generator typu PO-27 PL-P3-529-E6
Kondensatory dekadowe: PL-P3-1736/E2-M PL-P3-1737/E2-M
Rezystor kołkowy: PL-P3-359-E6/ PL-P3-279-E6/
Rezystor dekadowy PL-P3-125-E6
Woltomierz cyfrowy PL-T-4219-E2
Nastawiane wartości gałęzi mostka R2=2⋅R1 =2⋅20=40
R3 = R4 = R = 1000
C = C3 = C4
Tabela pomiarowa:
fgen |
C |
fobl |
δf |
Hz |
μF |
Hz |
% |
1000 |
0.159 |
1000.974 |
0.0947 |
Obliczenia przykładowe:
fgen = 1000 Hz
fobl ==
IV. Wnioski.
W pierwszym punkcie ćwiczenia badaliśmy wpływ wartości napięcia mierzonego o ustalonej częstotliwości na wskazanie miernika częstotliwości typu MC-3T. Przeprowadziliśmy pomiary dla kilku wartości napięć, na podstawie których stwierdzam, że wartość napięcia mierzonego nie ma wpływu na wskazanie miernika częstotliwości.
W kolejnym punkcie sprawdzaliśmy skalowanie generatora elektronicznego typu PO-27 przy pomocy kilku metod. Przez porównanie metodą krzywych Lissajous ze znaną częstotliwością napięcia sieciowego f=50Hz przy wykorzystaniu oscyloskopu dwustrumieniowego. Skalowanie przeprowadzone dla trzech częstotliwości (50, 75, 150 Hz) wykazało niewielkie zawyżenie skali generatora. Dla częstotliwości 50 błąd skalowania wyniósł 0.7 Hz ,a dla 75 Hz 0.5 Hz i wzrósł on do 5 Hz przy częstotliwości 150 Hz. Dokładniejsza metoda zastosowana do wyznaczenia błędu skalowania przy częstotliwości 50 Hz polegała na pomiarze czasu n okresów obrotów figury uzyskanej na ekranie oscyloskopu i wykazała niewielki błąd poniżej 1 Hz. Dla częstotliwości f =150 Hz zastosowanie tej metody okazało się niemożliwe ze względu na szybkość obrotów figury na ekranie oscyloskopu. Skalowanie przeprowadzone miernikiem częstotliwości typu MC-3T dało błąd skalowania rzędu 1 Hz przy częstotliwości badanej 400 Hz. Oznacza to że miernik był dobrze wyskalowany.
Pomiar częstotliwości mostkiem Robinsona dał wyniki bardzo zbliżone do częstotliwości nastawionej na generatorze i przyjmując, że generator było dobrze wyskalowany to uzyskane wyniki pomiaru częstotliwości są niemal identyczne z nastawionymi. Błąd pomiaru wynosi około 0,09 % co jest bardzo dobrym wynikiem i świadczy o dużej dokładności pomiaru częstotliwości przy pomocy mostka Robinsona.
f[Hz]
Generator
OSC
Generator
f[Hz]
Generator
R1
R2
C3
C4
R4
R3
U0
fX
V