1.Cel ćwiczenia .

Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych metod pomiaru częstotliwości i przesunięcia fazowego sygnałów przy użyciu typowej aparatury pomiarowej .

2.Przebieg ćwiczenia .

Pomiar częstotliwości sieciowej

Pomiar częstotliwości za pomocą częstotliwościomierzy

U	LC-1		PFL-1		C-549
[V]	f [Hz]	Df[Hz]	f[Hz]	Df[Hz]	f[Hz]	Df[Hz]
1	-	-	50	5	-	-
10	-	-	50	5	51	1,1
90	50	0,11	50	5	50	1,1

Przykładowe obliczenia błędów .

- LC-1

Df=(kl*zakres)/100=(0,2*55)/100=0,11 [Hz]

- PFL -1

- C - 549

Df= +/-(1 znak + 10^-5 *f) =+/-1,1[Hz]

Pomiar częstotliwości metodą pomiaru okresu .

T	DT	f	Df
[ms]	[ms]	[Hz]	[Hz]
20,03	0,07	49,9	0,18
20,03	0,07	49,9	0,18

DT=+/-(1 znak + 10^-5 *f + 0,3%*f )=0,07 [ms]

Skalowanie generatora

generator	Częstotliwościomierz
f	f	Poprawka generatora
[KHz]	[KHz]	[KHz]
1	0,886	-0,114
3	2,933	-0,067
5	4,971	-0,029
7	6,984	-0,016
10	9,472	-0,528
30	29,970	-0,030

Df= +/-(1 znak + 2,5*10^-6 *f) =+/-0,0011[Hz] - Błąd częstotliwościomierza jest taki sam dla wszystkich

pomiarów .

Badanie przesunięcia fazowego za pomocą krzywych Lissajous .

Ogólny wzór na różniczkę zupełną :

Dz=(df/dx)* Dx + (df/dy)* Dy

wynika z tego , że błąd na j wynosi :

j=arc sin (B/A)

f	A	B	j	Dj
[Hz]	[cm]	[cm]	[ ^o ]	[ ^o ]
174	3,0	2,0	41,8	0,17
1000	3,0	2,2	47,2	0,19
2000	1,9	1,7	63,5	0,4
2500	1,5	1,4	68,9	0,5
4000	0,9	0,85	70,8	0,7

DA=DB=0,1[cm]

Wnioski .

Pomiar miernikiem analogowym jest dokładniejszy od pomiaru miernikami cyfrowymi . Błąd ten wynika z tego , że niedokładność pomiaru częstotliwości f zależy od błędu otwarcia bramki i od liczby zliczanych impulsów . Widać wyraźnie , że błąd ten sięga nawet 5 [Hz] dla miernika PFL -1 . Aby temu zapobiec - aby wynik był bardziej dokładny zastosowaliśmy metodę pomiaru okresu . widać wyraźnie , że błąd ten zmniejszył się o jeden rząd .

Skalowanie generatora polegało na tym , aby wyznaczyć odpowiednią poprawkę wartości mierzonej .

Jak widać z wykresu największą poprawkę trzeba przyjąć dla 10 [KHz] - poprawka ta wynosiła 0,528 [KHz] .

Pomiar przesunięcia fazowego badaliśmy na oscyloskopie metodą krzywych Lissajous . Widać wyraźnie

że układ powiększał przesunięcie fazowe wraz ze wzrostem częstotliwości . Błąd przesunięcia równierz się powiększał . Ponadto dodatkowymi błędami były - błąd odczytu ze skali ,błąd niepoprawnego ustawienia krzywej .

---