Pomiar czasu i częstotliwości.

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru czasu i częstotliwości oraz zapoznanie się z możliwościami zastosowania niektórych typów częstotliwościomierzy i czasomierzy do pomiaru wyżej wymienionych wielkości. Czas i częstotliwość to jedne z najczęściej mierzonych wielkości zarówno w badaniach naukowych i technice jak i w życiu codziennym. Ze względu na ziarnistą strukturę tych wielkości są one często wykorzystywane w technice cyfrowej jako wielkości pośrednie przy pomiarach wielkości ciągłych. Dlatego też dokładność pomiaru czasu i częstotliwości ma duże znaczenie w metrologii.

UŻYTE PRZYRZĄDY

- częstościomierz rezonansowy wibracyjny (języczkowy) I E1-PN-7/1-933

- częstościomierz-czasomierz cyfrowy typ PFL-20 I 12-7/1-4962

- TRANSFORMER Type TO-1

- Generator FUNCTION GENERATOR type KZ 1404 0,05 Hz ÷ 1 MHz

WYNIKI POMIARÓW

Pomiar częstotliwości sieci zasilającej.

f_w=50 Hz

wartość współczynnika t_n-1,α= 2,0317

wartość średnia okresu sieci wynosi:

odchylenie średniokwadratowe wynosi:

margines wahań okresu i częstotliwości wynosi:

Δ_PT = t_n-1,α⋅(σ_T/√n) = 0,0179 [ms]

Δ_Pf = t_n-1,α⋅(σ_f/√n) = 0,2025 [Hz]

Wyznaczenie charakterystyki błędu częstościomierza.

Metoda bezpośrednia.

Czas otw. bramki	Nastawa generatora	1 Hz	10 Hz	100 Hz	1 kHz	10 kHz	100 kHz	1 MHz
	Wskazanie miernika ƒ[kHz]	0,001	0,0099	0,099	1,0058	10,0899	98,5587	1020,2
10 s	Błąd dopuszczaln δgf [%]	10,00005	1,01015	0,10106	0,00999	0,00104	0,00015	0,00006
	Błąd wskazania δWf [%]	0	0,01	0,01	-0,0058	-0,00899	0,01441	-0,0202
	Wskazanie miernika ƒ[kHz]	0,001	0,009	0,101	0,988	10,069	103,013	1129,3
1s	Błąd dopuszczaln δgf [%]	100,0001	11,11116	0,99015	0,10127	0,00998	0,00102	0,00014
	Błąd wskazania δWf [%]	0	0,1	-0,01	0,012	-0,0069	-0,03013	-0,1293
	Wskazanie miernika ƒ[kHz]	-	0,01	0,1	0,99	10,01	102,39	1130,1
100 ms	Błąd dopuszczaln δgf [%]	-	100,0001	10,00005	1,01015	0,09995	0,00982	0,00093
	Błąd wskazania δWf [%]	-	0	0	0,01	-0,001	-0,0239	-0,1301
	Wskazanie miernika ƒ[kHz]	-	-	0,1	1,0	10	102,5	1130,6
10 ms	Błąd dopuszczaln δgf [%]	-	-	100,0001	10,00005	1,00005	0,09761	0,00889
	Błąd wskazania δWf [%]	-	-	0	0	0	-0,025	-0,1306

Przykładowe obliczenia:

Metoda pośrednia.

Częst. Wzorcow.	Nastawa generatora	1 Hz	10 Hz	100 Hz	1 kHz	10 kHz	100 kHz	1 MHz
	Wskazanie miernika T[ms]	1017,6	103,4	9,9	1,0	0,1	-	-
	Przeliczanie ƒ[kHz]	0,00098	0,00967	0,10101	1	10
10kHz	Błąd dopuszczalny δgf [%]	0,00010	0,00097	0,01010	0,10001	1
	Błąd wskazania δWf [%]	0,0173	0,03288	-0,0101	0	0
	Wskazanie miernika T[ms]	1017,6	103,32	9,93	1,02	0,1	0,01	-
	Przeliczanie ƒ[kHz]	0,00098	0,00968	0,10071	0,98039	10	100
100kHz	Błąd dopuszczalny δgf [%]'	0,00010	0,00097	0,01008	0,09804	1,00001	10,00001
	Błąd wskazania δWf [%]	0,0173	0,03213	-0,00705	0,01961	0	0
	Wskazanie miernika T[ms]	1018,8	103,47	9,93	1,013	0,99	0,01	0,001
	Przeliczanie ƒ[kHz]	0,00098	0,00967	0,10071	0,98717	1,0101	100	1000
1MHz	Błąd dopuszczalny δgf [%]'	0,00015	0,00102	0,01012	0,09877	0,10106	10,00005	100,0001
	Błąd wskazania δWf [%]	0,01845	0,03354	-0,00705	0,01283	0,89899	0	0
	Wskazanie miernika T[ms]	1018,9	103,44	9,925	1,0115	0,993	0,0097	0,0009
	Przeliczanie ƒ[kHz]	0,00098	0,00967	0,10076	0,98863	1,00705	103,0928	1111,111
10 MHz	Błąd dopuszczalny δgf [%]'	0,0006	0,00147	0,01058	0,09936	0,1012	10,30978	111,1116
	Błąd wskazania δWf [%]	0,01855	0,03326	-0,00756	0,01137	0,8993	-0,03093	-0,11111

Wykresy przedstawiono w skali logarytmicznej.

---