Laboratorium Miernictwa Elektrycznego

Sprawozdanie nr 2

Grupa nr 6:

Andrzej Cebularz

Konrad Inglot

30 II 1998

1. Temat:

Pomiary częstotliwości i przesunięcia fazowego sygnałów okresowych.

2. Cel:

Poznanie podstawowych metod pomiaru częstotliwości i fazy sygnałów przy użyciu typowej aparatury pomiarowej.

3. Użyte przyrządy:

1. Oscyloskop DT 6620

2. Generator dekadowy PW-13 oznaczany dalej G1

3. Generator funkcyjny POF-1A oznaczany dalej G2

4. Przebieg ćwiczenia:

W celu porównania generatorów G1 i G2 przeprowadzono po 8 pomiarów przy tych samych ustawieniach polegających na pomiarze okresu sygnałów generowanych przez badane urządzenia. Zapis pomiarów wraz z obliczonymi już wynikami zawiera tabela nr 1.

Lp.	F1 [Hz]		G1			G2
		T [dz]	Top [s/dz]	Fobl [Hz]	T [dz]	Top [s/dz]	fobl [Hz]
1	200	5	0,001	200	5,1	0,001	196,08
2	700	2,9	0,0005	689,66	7,5	0,0002	666,67
3	1000	5	0,0002	1000,00	4,7	0,0002	1063,83
4	1500	6,6	0,0001	1515,15	6,5	0,0001	1538,46
5	3000	7,1	0,00005	2816,90	7,3	0,00005	2739,73
6	5000	4,3	0,00005	4651,16	4,5	0,00005	4444,44
7	8000	6,5	0,00002	7692,31	6,7	0,00002	7462,69
8	10000	5,2	0,00002	9615,38	4,7	0,00002	10638,30

Tabela nr 1

Gdzie:

f₁ - częstotliwość ustawiona na generatorze,

T - okres generowanego sygnału odczytany z oscyloskopu,

T_op - czas opóźnienia,

f_obl - częstotliwość obliczona na podstawie okresu.

Poniższe wykresy obrazują błędy względne i bezwzględne obu generatorów:

Ponadto wykorzystano oscyloskop do porównania częstotliwości mierzonej f_x z częstotliwością wzorcową f_n. Obserwacji dokonywano w układzie przedstawionym na schemacie 1.

f_x

Schemat 1

Przykłady krzywych Lissajous przy różnym stosunku częstotliwości f_x do f_n podaje tabela nr 2:

Lp.	fx	fn	Stosunek fx/fn	Figura
1	500	500	1:1
2	500	1000	1:2
3	1000	500	1:2
4	500	1500	1:3
5	500	750	2:3
6	500	2500	1:5

5. Wzory, przykłady obliczeń.

Do obliczenia częstotliwości na podstawie okresu mierzonego wykresu wykorzystano wzór:

I tak np. dla pozycji 3 generatora G2 obliczenia wyglądają następująco:

T = 4,7 dz, T_op = 0,2 ms/dz = 0,0002 s/dz

f_obl = 1/(4,7•0,0002) = 1/ 0,00094 = 1063,82 [Hz].

Natomiast do obliczeń błędów zastosowano wzory:

1. bezwzględnego:

Δ = M. - P,

gdzie:

Δ - błąd bezwzględny

M. - wartość zmierzona

P - wartość poprawna

2. 
   względnego:

gdzie:

δ - błąd względny

Δ - błąd bezwzględny

P - wartość poprawna

6. Wnioski:

Aby uzyskać jak najbardziej wiarygodne dane na temat dokładności badanego zestawu, pomiary przeprowadzono przy dużej rozpiętości częstotliwości (200 Hz - 10 kHz). Jak jednak widać z powyższych wykresów błędów, podczas pomiarów nastąpiły bardzo znaczne odchyłki. Ich przyczyną mógł być zarówno oscyloskop (wg słów prowadzącego - jeden z gorszych), jak i generatorów, przy czym korzystając z przyrządu G1 uzyskano wyniki. o wiele dokładniejsze Także podczas obserwacji krzywych Lissajous występowały wyraźne problemy, a czasami było to wręcz niemożliwe, z uzyskaniem stałego lub choćby względnie stabilnego obrazu. W przypadku generatora G2 doświadczalnie stwierdzono nieprecyzyjność płynnego regulatora generowanego sygnału, prawdopodobnie ze względu na istniejące wewnętrzne naprężenia. Wobec tego wydaje się, że w celu bardziej wiarygodnego sprawdzenia badanych przez nas generatorów należałoby użyć każdego z nich w parze z jakimś precyzyjniejszym przyrządem, np. syntyzerem częstotliwości.

1

y x

f_n

---