Politechnika Lubelska |
Laboratorium Metrologii |
||
w Lublinie |
Ćwiczenie nr 23 |
||
Skład grupy: Kukiełka Rafał Bogusz Albert Lasota Wojciech |
Semestr V1 |
Grupa ED 6.1
|
Rok akademicki 1999/2000 |
Temat ćwiczenia: Pomiar częstotliwości.
|
Data wykonania 05-04-2000
|
Ocena: |
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest pomiar częstotliwości napięć przemiennych.
Wykonanie Pomiarów
1. Badanie wpływu wartości napięcia o mierzonej częstotliwości na wskazanie elektronicznego miernika częstotliwości
Schemat układu:
Spis przyrządów:
Generator mocy typ PO-27 PL-P3-528-E6
Analogowy miernik częstotliwości zakres napięciowy 100V, zak. częstot. 380-488Hz
o numerze identyfikacyjnym PL-P3 155-E6
Tabela pomiarowa:
Lp.
|
fgen =400Hz |
fgen =440Hz |
fgen =460Hz |
|||
|
Ugen |
fx |
Ugen |
fx |
Ugen |
fx |
|
[V] |
[Hz] |
[V] |
[Hz] |
[V] |
[Hz] |
1 |
0 |
404 |
0 |
431 |
0 |
454 |
2 |
20 |
396 |
20 |
432 |
20 |
456 |
3 |
40 |
392 |
40 |
433 |
40 |
459 |
4 |
60 |
391 |
60 |
433 |
60 |
459 |
5 |
80 |
390 |
80 |
433 |
80 |
459 |
6 |
100 |
390 |
100 |
432 |
100 |
459 |
2. Sprawdzenie skalowania generatora elektronicznego.
a) Przez porównanie metodą krzywych Lissajous ze znaną częstotliwością napięcia sieciowego
f=50Hz.
Schemat układu:
Spis przyrządów:
Generator mocy typ PO-27 PL-P3-528-E6
Oscyloskop PL-P3-541-E6
Tabela pomiarowa:
Lp. |
fW |
fgen |
Δf |
|
Hz |
Hz |
Hz |
1 |
50 |
50 |
0 |
2 |
75 |
75 |
0 |
3 |
100 |
100 |
0 |
Obliczenia przykładowe dla pomiaru nr 1
błąd skalowania: Δf 50 = 50-50=Hz
b)Porównanie wskazania 400Hz ze wskazaniem logometrycznego elektrodynamicznego miernika częstotliwości.
Schemat układu:
Spis przyrządów:
Generator mocy typ PO-27 PL-P3-528-E6
Analogowy miernik częstotliwości zakres napięciowy 100V, zak. częstot. 380 - 488Hz
o numerze identyfikacyjnym: PL-P3 155-E6
Pomiarów dokonaliśmy przy napięciu z generatora U=100V i częstotliwości f=400Hz.
Z miernika odczytaliśmy częstotliwość f=388Hz.
Różnica obu wskazań wyniosła Δf = fgen -f = 400Hz-388Hz =12Hz
c) Pomiar częstotliwości 1000Hz mostkiem Robinsona
Schemat układu:
Spis przyrządów:
Generator mocy typ PO-27 PL-P3-529-E6
C3 -Kondensator dekadowy Ulrich - 802/320 PL-P3-1737-E2
C4 -Kondensator dekadowy Ulrich - 802/327 PL-P3-1736-E2
R3, R4 -Rezystor kołkowy, stosunkowy SR - 28 PL-P3-360-E6
R1-Rezystor dekadowy DR5b-16 kl. 0,5 PL-P3-337-E6
R2-Rezystor dekadowy DR5b-16 kl. 0,5 PL-P3-731-E6
Woltomierz cyfrowy PL-P3-4219-E2
Wartości poszczególnych gałęzi mostka Robinsona wynosiły:
R1=10
R 2=2⋅R1 =2⋅10=20
R = R3 = R4 = 1000
C = C3 = C4 =0,156μF
Tabela pomiarowa:
fgen |
C |
fobl |
δf |
Hz |
μF |
Hz |
% |
1000 |
0.156 |
1020.74 |
2.047 |
Obliczenia przykładowe:
fgen = 1000 Hz
fobl ==
3. Badanie wpływu kształtu napięcia na wyniki pomiaru częstotliwości różnymi metodami.
Układ dzielnika rezystancyjnego z układem mostka Graetza;
Wnioski:
W pierwszym punkcie ćwiczenia badaliśmy wpływ napięcia o mierzonej częstotliwości na wskazania miernika analogowego. Pomiary zostały dokonane dla trzech różnych wartości częstotliwości. W wszystkich przypadkach można było zauważyć wpływ zmian napięcia z generatora na częstotliwość wskazywaną przez miernik częstotliwości. Największe różnice
można zauważyć dla częstotliwości 400Hz. Dla wyższych częstotliwości tj. 440Hz i 460Hz różnice już nie były tak duże. Wynika to z małej zależności zmiany napięcia na generatorze
dla ustalonych częstotliwości (440Hz i 460Hz).
Tak znaczne różnice mierzonej częstotliwości (w niektórych przypadkach nawet 10Hz) mogą również wynikać z klasy dokładności miernika i błędu odczytu.
W drugim punkcie ćwiczenia (tj. a ) porównywaliśmy metodą krzywych Lissajous częstotliwość z generatora ze znaną częstotliwością napięcia sieciowego f=50Hz przy wykorzystaniu oscyloskopu dwustrumieniowego. Błąd skalowania Δf wyszedł 0. Podczas tego pomiaru mieliśmy duże trudności z odczytaniem mierzonych częstotliwości przy pomocy powyższej metody z powodu uszkodzenia oscyloskopu ( płytka odchylania poziomego).
W punkcie ( b ) różnica wskazań: nastawionej częstotliwości na generatorze i odczytanej z miernika wyniosła 12Hz. Powodem tak dużej różnicy mogło być zbyt duże napięcie na generatorze Ug=100V. Pewne znaczenie mógł mieć również błąd popełniony podczas odczytu z miernika.
Duży błąd uzyskaliśmy podczas pomiaru częstotliwości przy pomocy mostka Robinsona
δf=2,04%. Jego wartość zależy od całkowitego zrównoważenia mostka poprzez spełnienie
wyżej wymienionych warunków. W naszym przypadku pewne znaczenie mogła mieć mała pojemność C=C3=C4.
W ostatnim punkcie ćwiczenia zdążyliśmy zrealizować tylko pomiar z udziałem mostka Graetza.
3
f[Hz]
Generator
OSC
Generator
f[Hz]
Generator
R1
R2
C3
C4
R4
R3
U0
fX
V