Zakres ćwiczenia:

1. Wykonać pomiary częstotliwości generatora w szerokim zakresie wartości częstotliwości, od 20 Hz do100 Hz, bezpośrednio częstościomierzem analogowym i cyfrowym oraz poprzez pomiar okresu ( funkcja częstościomierza cyfrowego ) z częstotliwością wzorcową traktować odczyt z wskazanego przez prowadzącego częstościomierza cyfrowego. Porównać dokładność pomiaru obu metod obliczając błąd bezwzględny oraz względny w funkcji mierzonej częstotliwości.

2. Pomiary częstotliwości napięcia sieci 220 V.

Pomierzyć częstotliwości sieci 220 V, poprzez pomiar bezpośredni częstotliwości przy pomocy częstościomierza cyfrowego oraz w sposób pośredni przez pomiar okresu. Pomiary powtórzyć 2 - 3 krotnie w trakcie trwania ćwiczenia w znacznych odstępach czasu. Określić stabilność częstotliwości badanego napięcia.

3. Ocena stabilności częstotliwości generatora:

Wyznaczyć krótkoterminową stabilność (w warunkach rzeczywistych dokonuje się tego pomiaru najczęściej w przeciągu doby) generatora sygnałowego dla niskich i wysokich częstotliwości. Pomiaru dokonać w kilku odstępach czasowych w trakcie trwania ćwiczenia, stabilność długotrwałą urządzenia określamy jako:

Δf - Błąd bezwzględny pomiaru

fu - Wartość mierzonej częstotliwości, dla której dokonuje się pomiaru

4. Pomiary częstotliwości oscyloskopem :

Pomierzyć częstotliwość generatora oscyloskopem wykorzystując kalibrowaną podstawę czasu (pomiar częstości za pomocą oscyloskopu jest możliwy tylko przez pomiar okresu mierzonego przebiegu, wówczas f = 1/T).Porównać otrzymane wyniki z pomiarem wzorcowym za pomocą częstościomierza cyfrowego. Wykonać pomiary dla kilku różnych częstotliwości generatora. Określić błąd względny pomiarów częstotliwości metodą oscyloskopową.

Spis przyrządów:

• Generator K21118

• Częstościomierz (wzorcowy) K2 2025 B

• Oscyloskop

• Częstościomierz cyfrowy PFL - 23

• Częstościomierz analogowy MC - 3T

Opracowanie wyników:

Ad:1

G(K21118)	K2 2025 B	PFL-23	MC-3T	Bł. Bez- względny	Bł. Bez- względny	Błąd względny	Błąd względny	T	f
Hz	Hz	Hz	Hz	Dla PFL-23	Dla MC-3T	PFL-23 [%]	MC-3T [%]	[s]	1/T [Hz]
20	20	20	22	0	2	0	0,1000	0,05008	19,96686
40	40	40	46	0	6	0	0,1500	0,02503	39,95046
80	80	80	92	0	12	0	0,1500	0,01252	79,8722
100	100	100	112	0	12	0	0,1200	0,01000	99,93005
200	200	200	210	0	10	0	0,0500	0,005	200
400	400	400	420	0	20	0	0,0500	0,0025	400
1000	1000	1000	1020	0	20	0	0,0200
3000	2996	2995	3100	1	104	0,00033	0,0347
5000	4997	4997	5200	0	203	0	0,0406
10000	10019	10018	10500	1	481	0,00009	0,0480
20000	20033	20033	20800	0	767	0	0,0383
40000	40050	40050	42000	0	1950	0	0,0487
60000	60031	60031	63000	0	2969	0	0,0495
80000	79947	79947	83000	0	3053	0	0,0382
		Błędy średnie:		0,1428	686,36	0,000030	0,06699769

Ad:2

Częstotliwość sieciowa: 50 Hz

Pierwszy pomiar: 1000 Hz dla 50 kHz

Drugi pomiar: 999 Hz dla 50 kHz

Ad:3

Pierwszy pomiar: 50,043 dla 50 kHz

Drugi pomiar: 50,046 dla 50 kHz

Δf = 3 Hz

Ad:4

Oscyloskop	Wzorc.K22025B	GeneratorK21118	Częstotliwość f = 1/T [Hz]	Błąd względny
T [ms]	Hz	Hz			%
51	20,032	20	19,607	0,02122
17	60,029	60	58,823	0,02009

51 [ms] = 0,051 s = 51*10^-3

Wnioski:

Pomiary częstotliwości generatora w szerokim zakresie wartości częstotliwości, od 20 Hz do 100 kHz, bezpośrednio częstościomierzem analogowym i cyfrowym prowadzi do następujących spostrzeżeń :

Wraz ze wzmacnianiem częstotliwości sygnału generatora maleje okres, częstościomierz cyfrowy wskazuje znikome różnice w stosunku do częstościomierza wzorcowego, natomiast znaczną różnicę obserwujemy przy odczycie z częstościomierza analogowego. Błąd bezwzględny częstościomierza cyfrowego wynosi :

± 0,14285714 Hz, względny wynosi: ± 0,3098*10^-4 . Błąd bezwzględny częstościomierza analogowego

wynosi: ± 686,36 Hz, względny wynosi: ± 0,061384108

W punkcie czwartym pomiar częstotliwości oscyloskopem poprzez zastosowanie zależności:

F = 1/T

jest zbliżony do wartości wzorcowej częstościomierza cyfrowego.

---