WYDZIAŁ ELEKTRONIKI KATEDRA MIERNICTWA ELEKTRONICZNEGO LABORATORIUM PODSTAW MIERNICTWA GRUPA 7_____________
Ćwiczenie nr 3	Imię i nazwisko	Wojciech Puchar
Temat Pomiary częstotliwości	Data wykonania ćwiczenia	1998.01.20
i fazy	Data odbioru sprawozdania	1998.01.27
	Ocena zaliczenia
	Uwagi

Ćwiczenie nr 1

Celem ćwiczenia było wykonanie pomiarów częstotliwości przy pomocy oscyloskopu stosując metodę pomiaru okresu. W tym celu wykonano pomiar okresu odczytując długość jednego okresu XT w centymetrach z ekranu oscyloskopu. Zanotowano także współczynnik wzmocnienia DtX kanału X. Częstotliwość fX obliczono korzystając ze wzoru:

Poniższa tabela zawiera wyniki pomiarów i obliczeń:

XT	cm	5
DtX	ms/cm	0,1
fX	Hz	2000
dfx	%	4

Brak blędu wynika tutaj z niedokładnego odczytu okresu z ekranu oscyloskopu. Przyjęto, że jest on równy 2 mm i w ten sposób obliczono wartość błędu.

Ćwiczenie nr 2

W tym ćwiczeniu także wykonano pomiar częstotliwości, jednak teraz przy użyciu figur Lissajous.

Oscylogramy (dla 200/200 i 200/266 Hz) przerysowane są z ekranu na kartce 1-szej z wynikami.

Do kanału X oscyloskopu podłączono badaną częstotliwość, zaś do kanału Y częstotliwość wzorcową równą 400 Hz. Częstotliwość wyznacza się odczytując liczbę przecięć wykresu z osiami X i Y:

PY = 3

PX = 4

Teraz podstawiamy do wzoru:

Znając częstotliwość fx można bez problemu wyznaczyć częstotliwość fy=200*4/3=266Hz

Ćwiczenie nr 3

Celem ćwiczenia było wyznaczenie kąta przesunięcia fazowego przy pomocy oscyloskopu. Pierwsza metoda wymaga oscyloskopu dwukanałowego. Wyznacza się wtedy okres jednego impulsu XT, a potem przesunięcie jednego wobec drugiego Xt. Szukany kąt przesunięcia oblicza się ze wzoru:

Poniższa tabela zawiera wyniki pomiarów i obliczeń:

XT	cm	10,6
Xt	cm	1,6
j	O	54,33
dj	%	12,5

Błąd policzono podobnie jak w poprzednim ćwiczeniu.

Ćwiczenie nr 4

W tym ćwiczeniu także należało wyznaczyć kąt przesunięcia fazowego, tym razem jednak stosując metodę figur Lissajous. W tym celu należy z ekranu oscyloskopu odczytać całkowitą szerokość elipsy 2Xm, a następnie jej szerokość w miejscu przecięcia z osią OX, czyli wartość 2XO. Oczywiście elipsa musi się znajdować symetrycznie względem osi OX - tyle samo ponad osią, co poniżej. Aby obliczyć kąt przesunięcia stosuje się wzór:

Tabela zawiera wyniki pomiarów i obliczeń:

2Xm	cm	15,6
2XO	cm	12,8
j	O	39,36
dj	%	1,56

Ćwiczenie nr 5

W tym ćwiczeniu należy wyznaczyć teoretyczną wartość kąta przesunięcia fazowego. W tym celu zapisano parametru układu całkującego:

R = 1 kW

C = 240 nF

Wartość kąta przesunięcia wyznaczamy stosując następujące zależności:

Obliczona wartość kąta przesunięcia wynosi więc:

j = 55O

Ćwiczenie nr 6

Celem ćwiczenia było wyznaczenie częstotliwości, tym razem jednak przy pomocy częstościomierza cyfrowego. Regulując ręcznie czas pomiaru Tp częstotliwości dokonano pomiarów tej samej wartości. Oto wyniki:

Tp	s	10-3	10-2	10-1	1	10	100
stan licznika		00001	0010.0	010.00	10000	0010.0	010,00
jednostka	(kHz/Hz)	kHz	kHz	kHz	Hz	Hz	Hz
przepełnienie	(tak/nie)	nie	nie	nie	nie	nie	nie
fx		10001	1000,1	100,00	10000	10000	10000
ddyskr.	%	0,01	0,01	0	0	0	0

Wykresy względnego błędu pomiaru dla automatycznego i ręcznego wyboru odcinka czasu Tp:

Ćwiczenie nr 7

W tym ćwiczeniu należało zaobserwować moment automatycznej zmiany zakresu pomiarowego w częstościomierzu PFL-30. Zanotowana częstotliwość dla której nastąpiła zmiana zakresu wynosi:

fgr = 79900 Hz

Częstotliwość ta stanowi 79,9 % pojemności licznika.

Ćwiczenie nr 8

W ćwiczeniu tym należało znaleźć minimalną wartość napięcia sygnału wejściowego niezbędną do prawidłowej pracy częstościomierza. Wartość ta jest równa:

Umin = 15,9 mV

Ćwiczenie nr 9

Celem tego ćwiczenia był pomiar stabilności częstotliwości drgań generatora RC. Wyjściowo na generatorze częstotliwości KZ-1403 ustawiono wartość f = 100 kHz. Pomiarów dokonano w dwóch seriach oddzielonych pewnym przedziałem czasu. Kolejne pomiary w serii wykonywano w odstępach 30 sekundowych. Poniższa tabela zawiera wyniki pomiarów w obydwu seriach:

	Seria nr 1	Seria nr 2
Lp.	fx [kHz]	fz [kHz]
1	100,54	99,92
2	100,09	99,55
3	99,92	99,52
4	99,84	99,52
5	99,77	99,51
6	99,72	99,50
czas rej.	10:43	10:54

Na podstawie pomiarów można wyznaczyć tzw. krótkoterminową i długoterminową niestabilność względną generatora. Niestabilność krótkoterminową wyznacza się z następującego wzoru:

gdzie: fmax, fmin - to odpowiednio maksymalna i minimalna wartość częstotliwości w serii

fnom - to nominalna wartość częstotliwości generatora

Po podstawieniu danych otrzymujemy:

Niestabilność długoterminową oblicza się ze wzoru:

gdzie:
- to odpowiednio średnia arytmetyczna wartości częstotliwości w pierwszej i drugiej
serii pomiarów.

Po podstawieniu dostajemy:

Ćwiczenie nr 10

Celem tego ćwiczenia było zbadanie przetwornika F/U multimetru M-4650. W tym celu do generatora częstotliwości PW-12 podłączono jednocześnie multimetr i częstościomierz PFL-30. Na generatorze ustawiano różne częstotliwości fg i obserwowano uzyskane wyniki na obu miernikach. Poniższa tabela zawiera wyniki pomiarów:

fg	fx M-4650	fwz PFL-30	dfx
kHz	kHz	kHz	%
10	10,055	10,02	0,28
20	20,104	20,04	0,32
50	50,188	49,98	0,26
80	80,20	79,84	0,20
100	100,20	99,8	0,23
120	120,16	120,23	0,38
140	140,11	140,43	0,84
160	160,06	160,64	1,12
180	179,98	180,80	1,24

Błąd dfx wyznaczono posługując się wzorem:

Zależność błędu od częstotliwości można przedstawić na wykresie w skali lin-log:

---