Politechnika Lubelska

Wydział Elektryczny

Laboratorium

Metrologii

Ćwiczenie nr 23

Temat: :

Pomiar częstotliwości

Wykonujący : Data wyk.:

1.Banach Tomasz 19.04.2000

2.Czuryło Paweł

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest pomiar częstotliwości napięć przemiennych.

2.Badanie wpływu wartości napięcia o mierzonej częstotliwości na wskazanie elektronicznego miernika częstotliwości

Schemat układu:

Spis przyrządów:

Generator typu PO-27 PL-P3-528-E6

Miernik częstotliwości typu PL-P3-155-E6

f	Hz	411,0	407,0	405,0	405,0	405,0	405,0	404,8	404,5	404,3	404,1
U	V	5,1	10	20	30	50	60	70	80	90	100

f	Hz	445	445	445	445,1	445,9	445,9	445,9	445,9	445,6	445,3
U	V	5	10	20	30	50	60	70	80	90	100

f	Hz	471,5	471,5	471,5	472	472	473,5	474,2	474,2	474,2	474,2
U	V	5	10	20	30	50	60	70	80	90	100

2.Sprawdzenie skalowania generatora elektronicznego.

A) Przez porównanie metodą krzywych Lissajous ze znaną częstotliwością napięcia sieciowego f=50Hz.

Schemat układu:

Spis przyrządów:

Generator typu PO-27 PL-P3-528-E6

Oscyloskop KR 7010 PL-P3-541-E6

Tabela pomiarowa:

fW	fgen	Δf
Hz	Hz	Hz
50	50,5	0,5
75	75,6	0,6
150	155	5

Obliczenia przykładowe:

błąd skalowania: Δf ₇₅ = 75.6 - 75 = 0.6 Hz

Dla częstotliwości 50, (75, 150) Hz wyznaczam różnicę częstotliwości między częstotliwością wzorcową (sieci) a częstotliwością generatora mierząc czas t n okresów ruchu figury

fgen	n	t	δt
Hz	okr.	s	Hz
50	1	50	0.02

Obliczenia:

B)Porównanie wskazania 400Hz ze wskazaniem logometrycznego elektrodynamicznego miernika częstotliwości.

Schemat układu:

Spis przyrządów:

Generator typu PO-27 PL-P3-528-E6

Miernik częstotliwości typu MC-3T PL-P3-155-E6

Przy napięciu z generatora U = 4.8 V i częstotliwości f_gen = 400 Hz , częstotliwość zmierzona miernikiem

elektrodynamicznym wyniosła f = 397 Hz.

Różnica wskazań Δf = / f_gen -f / = 400 - 397 = 3 Hz

3.Pomiar częstotliwości 1000Hz mostkiem Robinsona

Schemat układu:

Spis przyrządów:

Generator typu PO-27 PL-P3-528-E6

Kondensatory dekadowe: C₃- PL-P3-1736-E2-M C₄- PL-P3-1737-E2-M

Rezystor kołkowy: R₃=R₄=1000Ω R_1W=10000Ω

Rezystor dekadowy R₂=20kΩ

Woltomierz cyfrowy G-1002.5002.0,22

Tabela pomiarowa:

fgen	C	fobl	δf
Hz	μF	Hz	%
1000	0,161	988,54	1,146

Obliczenia przykładowe:

f_gen = 1000 Hz

f_obl ==

4. Wnioski

W pierwszym punkcie ćwiczenia badaliśmy wpływ wartości napięcia mierzonego o ustalonej częstotliwości na wskazanie miernika częstotliwości typu MC-3T. Przeprowadziliśmy pomiary dla kilku wartości napięć, na podstawie których stwierdzam, że wartość napięcia mierzonego nie ma wpływu na wskazanie miernika częstotliwości.

W kolejnym punkcie sprawdzaliśmy skalowanie generatora elektronicznego typu PO-27 przy pomocy kilku metod. Przez porównanie metodą krzywych Lissajous ze znaną częstotliwością napięcia sieciowego f=50Hz przy wykorzystaniu oscyloskopu dwustrumieniowego. Skalowanie przeprowadzone dla trzech częstotliwości (50, 75, 150 Hz) wykazało niewielkie zawyżenie skali generatora. Dla częstotliwości 50 błąd skalowania wyniósł 0.7 Hz ,a dla 75 Hz 0.5 Hz i wzrósł on do 5 Hz przy częstotliwości 150 Hz. Dokładniejsza metoda zastosowana do wyznaczenia błędu skalowania przy częstotliwości 50 Hz polegała na pomiarze czasu n okresów obrotów figury uzyskanej na ekranie oscyloskopu i wykazała niewielki błąd poniżej 1 Hz. Dla częstotliwości f =150 Hz zastosowanie tej metody okazało się niemożliwe ze względu na szybkość obrotów figury na ekranie oscyloskopu. Skalowanie przeprowadzone miernikiem częstotliwości typu MC-3T dało błąd skalowania rzędu 1 Hz przy częstotliwości badanej 400 Hz. Oznacza to że miernik był dobrze wyskalowany.

Pomiar częstotliwości mostkiem Robinsona dał wyniki bardzo zbliżone do częstotliwości nastawionej na generatorze i przyjmując, że generator było dobrze wyskalowany to uzyskane wyniki pomiaru częstotliwości są niemal identyczne z nastawionymi. Błąd pomiaru wynosi około 1,146 % co jest bardzo dobrym wynikiem i świadczy o dużej dokładności pomiaru częstotliwości przy pomocy mostka Robinsona.

f[Hz]

Generator

OSC

Generator

f[Hz]

Generator

R₁

R₂

C₃

C₄

R₄

R₃

U₀

f_X

V

---