POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

Instytut

Metrologii Elektrycznej

Szymon Piesik

Paweł Olasz

Wydział: ELEKTRYCZNY

Rok: II

Grupa: III

Rok Akademicki: 1997/1998

LABORATORIUM Z MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO.

Data ćwiczenia:

1997. 11 . 27.

Temat:

Pomiar częstotliwości.

Ocena:

Nr ćwiczenia:

10

Poprawa sprawozdania.

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z podstawowymi metodami pomiaru częstotliwości sygnałów przy użyciu typowej aparatury pomiarowej.

2.Pomiar częstotliwości metodą bezpośrednią.

2.1.Tabela pomiarowa.

Generator

Typ miernika

Lp.

C 549

C 570

fw

f

Δf

f ± Δf

f

Δf

f ± Δf

Hz

kHz

Hz

Hz

kHz

Hz

Hz

1

50

0,05

0,1

50,0±0,1

0,052

0,1

52,0±0,1

2

5*102

0,49

1,0

(49,0±0,1)*10

0,496

1,0

(49,6±0,1)*10

3

5*103

4,99

10,0

(49,9±0,1)*102

4,984

10,0

(49,8±0,1)*102

4

5*104

50,54

100,0

(50,5±0,1)*103

50,536

100,0

(50,5±0,1)*103

  1. Wzory i obliczenia.

Błąd względny pomiaru częstotliwości:

gdzie: fx - wartość zmierzona;

Przykładowe obliczenia dla pomiaru 2 częstościomierzem C 549:

Błąd bezwzględny Δfx = δfx * f / 100 = 0,98 = 1,0 Hz

3.Pomiar częstotliwości metodą pośrednią poprzez pomiar okresu przy użyciu częstościomierza

C 549.

3.1.Tabela pomiarowa.

Lp.

fw

T

f

Δf

f ± Δf

Hz

ms

Hz

Hz

Hz

1

50

19,62

51,0

0,025

51,000±0,025

2

5*102

1,967

508,4

0,25

508,00±0,25

3

5*103

0,201

4975,1

2,5

4975,1±2,5

4

5*104

0,020

50000

25,0

(5000,0±2,5)*10

3.2.Wzory i obliczenia.

Częstotliwość: f = 1 / T , na przykład dla pomiaru 1: f = 1 / 19,62*10-3 = 50,96 = 51,0 Hz

Błąd względny pomiaru częstotliwości:

gdzie: Tx - wartość zmierzona;

Przykładowe obliczenia dla pomiaru 2 :

Błąd bezwzględny Δfx = δf * f / 100 = 0,25 Hz

4.Pośredni pomiar częstotliwości metodą krzywych Lissajous.

4.1.Tabela pomiarowa.

Lp.

ny

nx

fw

fx

---

---

Hz

Hz

1

3

2

20

30

2

4

3

30

40

3

4

4

40

40

4

2

2

50

50

5

2

4

100

50

6

1

4

200

50

7

1

6

300

50

4.2.Wzory i obliczenia.

Częstotliwość mierzona:

Na przykład dla pomiaru 4:

Błąd względny pomiaru częstotliwości przy wykorzystaniu metody krzywych Lissajous podczas gdy krzywe te pozostają nieruchome na ekranie jest równy błędowi względnemu generatora wzorcowego ( δfx = δfw ). Natomiast błąd generatora wzorcowego jest pomijalnie mały i wynosi od 10-5 do 10-8 .

5.Spis przyrządów.

- generator funkcji typ POF-1A, zakres częstotliwości: 0,1 - 100 kHz, zakres napięcia 0 - 10V,

nr. N-3814 / IVh

- generator funkcji typ PW-12, zakres częstotliwości: 1 - 999900 Hz, zakres napięcia : 0,01 -

10 V nr. I21-N-4154 / IVh

- częstościomierz, typ C 549, zakres: 0 - 20 Mhz, ± dokładność użytego generatora podstawy

czasu; nr. IME - 1173 / IVh

- częstościomierz, typ C 570, zakres: DC 0-50 MHz , AC 10 Hz - 50 MHz

6.Uwagi i wnioski.

Podczas wykonywania ćwiczenia dokonaliśmy pomiaru częstotliwości metodą bezpośrednią oraz dwoma metodami pośrednimi: poprzez pomiar okresu i za pomocą krzywych Lissajous. Podczas pomiaru częstotliwości metodą bezpośrednią korzystaliśmy z dwóch częstościomierzy cyfrowych. Zarówno przy pomiarze częstościomierzem C 549 jak i C 570 błąd względny pomiaru wyniósł około 0,2%, co świadczy o tym, że pomiary obydwoma miernikami były jednakowo dokładne. Przy pomiarze częstotliwości metodą pośrednią poprzez pomiar okresu badanego przebiegu korzystaliśmy tylko z jednego miernika ponieważ drugi uległ awarii i nie wskazywał poprawnych wartości wielkości mierzonej. Błąd względny podczas tych pomiarów wyszedł także około 0,05% przez co można stwierdzić, że pomiary pośrednie (przez pomiar okresu) byly dokładniejsze od bezpośrednich.