POLITECHNIKA RADOMSKA Wydz. Transportu |
LABORATORIUM MIERNICTWA NIEELEKTRYCZNEGO. |
Data:
|
||||
Imię i nazwisko: |
|
Grupa:
|
Zespół:
|
Rok akademicki:
|
||
Nr ćwiczenia: 2 |
Temat: Pomiary częstotliwości. |
Ocena: |
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru częstotliwości oraz przyrządów służących do pomiaru częstotliwości w zakresie częstotliwości akustycznych .
Przebieg ćwiczenia :
1.Pomiar częstotliwości za pomocą mostka Robinsona.
2.Tabela pomiarowa.
fx |
Hz |
50 |
R1=R2 |
Ω |
5300 |
C1=C2 |
μF |
0,6 |
R4/R3 |
- |
2 |
Δf |
Hz |
0,07 |
δSf |
% |
0,1 |
Wyznaczanie częstotliwości mierzonej.
Δf=f-fX=50,07-50=0,07 Hz
δC1=δC2=δR1=δR2=0,05
3. Wyznaczanie błędu nieczułości przy pomocy częstotliwości za pomocą mostka Robinsona.
fX |
Hz |
50 |
ΔfX |
Hz |
0,07 |
δnf=ΔfX/fX |
% |
0,14 |
δC=δsf + δnf |
% |
0,24 |
4. Badanie właściwości częstościomierza cyfrowego.
GENERAT
4. Tabele pomiarowre.
fg=100 Hz
TP=TW |
0,1μs |
1μs |
10μs |
0,1ms |
1ms |
10ms |
0,1s |
1s |
10s |
fW=1/TW |
107 |
106 |
105 |
104 |
103 |
102 |
10 |
1 |
0,1 |
fX [Hz] |
- |
- |
- |
- |
- |
200 |
110 |
107 |
106 |
NX=fX TP |
- |
- |
- |
- |
- |
2 |
11 |
107 |
1060 |
δP=±1/NX |
- |
- |
- |
- |
- |
0,5 |
0,09 |
0,009 |
0,0009 |
TX [ms] |
9,4350 |
9,441 |
9,44 |
9,4 |
9 |
1000 |
- |
- |
- |
FX=1/TX |
106 |
105,92 |
105,93 |
106,38 |
111,1 |
1 |
- |
- |
- |
NX=TX/TW |
94350 |
9441 |
944 |
94 |
9 |
100 |
- |
- |
- |
δP=±1/NX |
0,0000106 |
0,000106 |
0,00106 |
0,0106 |
0,11 |
0,01 |
- |
- |
- |
fg=1000 Hz
TP=TW |
0,1μs |
1μs |
10μs |
0,1ms |
1ms |
10ms |
0,1s |
1s |
10s |
fW=1/TW |
107 |
106 |
105 |
104 |
103 |
102 |
10 |
1 |
0,1 |
fX [Hz] |
- |
- |
- |
- |
1000 |
1100 |
1010 |
1010 |
1008,8 |
NX=fX TP |
- |
- |
- |
- |
1 |
11 |
101 |
1010 |
10088 |
δP=±1/NX |
- |
- |
- |
- |
1 |
0,09 |
0,0099 |
0,0009 |
0,00009 |
TX [ms] |
0,9914 |
0,991 |
0,99 |
1 |
1 |
- |
- |
- |
- |
FX=1/TX |
1008,6 |
1009,08 |
1010,1 |
1000 |
1000 |
- |
- |
- |
- |
NX=TX/TW |
9914 |
991 |
99 |
10 |
1 |
- |
- |
- |
- |
δP=±1/NX |
0,0001008 |
0,001009 |
0,010101 |
0,1 |
1 |
- |
- |
- |
- |
fg=10 Hz
TP=TW |
0,1μs |
1μs |
10μs |
0,1ms |
1ms |
10ms |
0,1s |
1s |
10s |
||||||||||
fW=1/TW |
107 |
106 |
105 |
104 |
103 |
102 |
10 |
1 |
0,1 |
||||||||||
fX [Hz] |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
20 |
11 |
10,2 |
||||||||||
NX=fX TP |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2 |
11 |
102 |
||||||||||
δP=±1/NX |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,5 |
0,09 |
0,0098 |
||||||||||
TX [ms] |
99,356 |
99,325 |
99,31 |
99,4 |
100 |
100 |
100 |
- |
- |
||||||||||
FX=1/TX |
10,06 |
10,068 |
10,07 |
10,06 |
10 |
10 |
10 |
- |
- |
||||||||||
NX=TX/TW |
993560 |
99325 |
9931 |
994 |
100 |
10 |
1 |
- |
- |
||||||||||
δP=±1/NX |
0,000001 |
0,00001 |
0,0001 |
0,001 |
0,01 |
0,1 |
1 |
- |
- |
Przykładowe obliczenia:
fX=1/TW=1/0,1=10
NX=fX TP=20 0,1=2
δP=±(1/NX )=1/10=0,1
Wnioski :
Dokładność pomiaru częstotliwości przy pomocy mostka zależy w dużej mierze od czułości wskażnika równowagi a także od stopnia zrównoważenia mostka ( w jakim stopniu potrafimy ograniczyć wartość prądu wskażnika równowagi ). W naszym przypadku jest nim oscyloskop - przyrząd czuły, ale niestety przebieg, na podstawie którego ustalaliśmy stan równowagi stawał się coraz bardziej nieostry im bliżej stanu równowagi znajdował się mostek.Oczywiście nie bez znaczenia są elementy użyte do budowy mostka, choć ich wpływ w stosunku do dokładności z jaką byliśmy wstanie ustalić punkt równowagi, był znacznie mniejszy.Sposób pomiaru jest dosyć pracochłonny w odniesieniu do pomiarów prowadzonych przy pomocy częstościomierza cyfrowego.Dość duzo czasu zajmuje opracowanie wyników pomiaru, a zwłaszcza wyznaczenie błędów, obliczenie wartości czestotliwości przebiegu mierzonego.
Pomiary częstotliwosci z wykorzystaniem częstościomierza cyfrowego są o wiele łatwiejsze i szybsze niż omawiane wyzej.Charakteryzują się one jednak tym, że z powodu istnienia podziału na zakresy częstościomierza, nie jesteśmy w stanie zmierzyć każdej częstotliwości na każdym zakresie.Dzieje się tak gdyż nie da się po prostu określić np.:bardzo małej częstotliwości typu 10Hz na zakresie 10MHz.Wskazanie miernika jest wtedy nieustabilizowane i potrafi zmieniać się nawet o 100% przy kolejnych odczytach. Zwiazany z powyższym jest również wzrost błędu przy wzroście nie skorelowania zakresu pomiarowego z wartoscią częstotliwości mierzonej.Należy zatem podobnie jak to miało miejsce w przypadku pomiarów przyrzadami analogowymi tak dobierac zakres aby wychylenie czyli w tym przypadku ilość cyfr wyswietlanych przed przecinkiem odpowiadała rzędowi wielkości wartości częstotliwości badanego przebiegu.
1
R3
R4
R1
R2
C2
C1
WR
Uz
GENERATOR
AKUSTYCZNY
CZĘSTOŚCIOMIERZ
CZASOMIERZ
CYFROWY PFL 22