1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było poznanie metod pomiaru czasu i częstotliwości oraz zapoznanie się z możliwościami zastosowania niektórych typów częstościomierzy i czasomierzy do pomiaru wyżej wymienionych wielkości.

2.Użyte przyrządy

1. dekadowy generator RC typ PW-9 J12-7/1-4764

2. genertor impulsów typ PGP-6 J12-PN-7/1-4811

3. wzmacniacz typ PFC-21 J12-7/1-4963

3a. Częstotliwościomierz – czasomierz cyfrowy PFL-20 J12-7/1-4963

4. oscyloskop analogowy TEKTRONIX J12-PN-T6-102

5. transformator T0-1 220/6V 50Hz 1407024

3.Pomiar częstotliwości

a)Schemat układu pomiarowego.

b)Postępowanie podczas pomiaru

Podstawowym przyrządem pomiarowym używanym przez nas w ćwiczeniu był cyfrowy częstościomierz – czasomierz. Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia sprawdziliśmy poprawność działania częstościomierza – czasomierza. Sprawdzenie tego urządzenia polegało na pomiarze częstotliwości wzorcowych generowanych przez układ wewnętrzny miernika.

Wejście pomiarowe miernika połączyliśmy z wyjściem generatora fali prostokątnej. Następnie na generatorze nastawiliśmy częstotliwość równą 10Hz i zmierzyliśmy jej wartość za pomocą częstościomierza. Wykonaliśmy pomiary odpowiednio dla nastawu generatora: 10Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz i 100kHz. Zastosowaliśmy do tego celu dwie metody: bezpośrednią i pośrednią. Pomiary wykonaliśmy przy wszystkich nastawach częstościomierza. Wyniki pomiarów zanotowaliśmy w odpowiednich kolumnach tabel.

c)Protokół wyników pomiaru.

c.1.)Pomiar częstotliwości metodą bezpośrednią.

		Nastawa generatora
Czas trwania bramki	1	10	100
	Hz	Hz	Hz
10 s	0,001	0,0102	0,1005
	0	2	0,5
1 s	0,001	0,011	0,1
	0	10	0
10 ms	-	-	0,1
	-	-	0
100 ms	-	-	0,1
	-	-	0

Zastosowany wzór:

δ_b%=$\frac{fx - fnast}{\text{fnast}}$100

gdzie:

f_x- wartość mierzona

f_nast- wartość nastawiona na generatorze.

c.2.)Pomiar częstotliwości metodą pośrednią

		Nastawa generatora
Częstotliwość wzorcowa	1	10	100
	Hz	Hz	Hz
10 kHz	1000,3	97,9	10
	0,0009997	0,0102145	0,100000
	-0,029991003	2,14504597	0
100 kHz	999,1	97,98	9,96
	0,0010009	0,01020616	0,100402
	0,090081073	2,06164523	0,401606
1 MHz	999,4	97,9	9,953
	0,001001	0,0102145	0,100472
	0,060036022	2,14504597	0,472219
10 MHz	999,98	97,8585	9,9539
	0,0010000	0,0102188	0,100463
	0,00200004	2,18836381	0,463135

Zastosowane wzory:

δ_p%=$\frac{fprzel - fnast}{\text{fnast}}$100

gdzie:

f_przel- wartość częstotliwości obliczona ze wskazań miernika

f_nast- wartość częstotliwości nastawionej na generatorze.

f_przel=$\frac{1}{T}$

Wnioski:

Pomiar częstotliwości jest tym dokładniejszy im dłuższy jest czas otwarcia bramki pomiarowej. Dla tego samego czasu otwarcia bramki pomiar jest dokładniejszy dla większych częstotliwości.

4.Pomiar częstotliwości sieci zasilającej:

a)Postępowanie podczas pomiaru

Do odpowiedniego wejścia częstościomierza dołączyliśmy napięcie o częstotliwości sieciowej i wartości dostosowanej do dopuszczalnej wartości napięcia pomiarowego.

Doświadczenie polegało na wielokrotnym pomiarze częstotliwości sieci zasilającej przy pomocy częstościomierza podłączonego do sieci poprzez transformator. Pomiarów dokonaliśmy w jednakowych odstępach czasu. Odnotowaliśmy ogółem 30 pomiarów.

b)Protokół wyników pomiaru

Lp.	f [Hz]			Lp.	[Hz]
1	50,00			16	50,00
2	50,00			17	50,00
3	50,00			18	49,90
4	50,00			19	50,00
5	52,50			20	50,00
6	50,00			21	50,00
7	50,00			22	50,00
8	50,00			23	49,90
9	50,00			24	50,00
10	50,20			25	51,80
11	50,00			26	50,00
12	50,00			27	50,00
13	50,00			28	50,00
14	50,00			29	50,00
15	49,90			30	50,60

Obliczenia:

Wartość średniej arytmetycznej obliczamy ze wzoru:

[ms]

Stąd: fśr=50,16 [Hz]

Wnioski:

Pomiaru częstotliwości sieci dokonaliśmy metodą bezpośrednią. Ze względu na przyjętą metodę nasz pomiar nie był wstanie określić z zadawalającą dokładnością błędu częstotliwości sieci. Zdecydowanie lepszą metodą byłby pomiar pośredni poprzez pomiar okresu T.