Politechnika Szczecińska Instytut Automatyki Przemysłowej Zakład Metrologii
Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia
Temat: Cyfrowe przyrządy do pomiaru czasu i częstotliwości.
Zespół nr.2: Bartłomiej Downarowicz Paweł Wroński Jonatan Ściepaniuk Wiktor Caban Paweł Mika		Data wykonania ćwiczenia: 31.03.2004r.	Ocena:	Podpis:	Rok akademicki: 2003/2004

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z parametrami i obsługą mierników cyfrowych służących do pomiaru częstotliwości i czasu.

2. Schemat układu pomiarowego:

3. Spis przyrządów:

• generator funkcyjny z pomiarem częstotliwości „Metex” MXG-9802

• generator funkcji G 432

• cyfrowy miernik częstotliwości i czasu PFL - 28A

• cyfrowy miernik częstotliwości i czasu C 571

4. Tabele pomiarowe:

a) Pomiar częstotliwości i okresu sygnału sinusoidalnego miernikiem PFL-28A.

Częstotliwość odczytana z generatora (G432)	Częstotliwość zmierzona	Okres zmierzony	Pomiar półokresu dodatniego	Pomiar półokresu ujemnego
10,3 Hz	0,0104 kHz	98,1759 ms	46,9740 ms	50,6199 ms
516,6 Hz	516,5 kHz	1,9374 ms	0,9308 ms	0,9904 ms
19,414 kHz	19,417 kHz	0,0516 ms	0,0269 ms	0,0252 ms
103,0927 kHz	103,0926 kHz	0,0097 ms	0,0051ms	0,0048ms

b) Pomiar częstotliwości i okresu sygnału sinusoidalnego miernikiem C571.

Częstotliwość odczytana z generatora (MXG-9802)	Częstotliwość zmierzona	Okres zmierzony	Pomiar półokresu dodatniego	Pomiar półokresu ujemnego
11,8614	11,8619 Hz	84,2630 ms	42,0469 ms	42,1833 ms
517,128 Hz	517,127 Hz	1,93369 ms	0,965818 ms	0,967693 ms
19,5924 kHz	19,5926 kHz	0,0510350 ms	0,0254715 ms	0,0255535 ms
102,647 kHz	102,647 kHz	0,974621 us	0,489762 us	0,482992 us

5. Obliczenia i analiza dokładności.

Dla wszystkich zmierzonych okresów i półokresów obliczamy wyrażenie:

Dla miernika PFL-28A:

a) Dla częstotliwości f = 10,3 Hz

x = 98,1759 - (46,9740 + 50,6199) = 0,582 [ms]

b) Dla częstotliwości f = 516,6 Hz

x = 1,9374 - (0,9308 + 0,9904) = 0,0162 [ms]

c) Dla częstotliwości f = 19,414 kHz

x = 0,0516 - (0,0269 + 0,0252) = -0,0045 [ms]

d) Dla częstotliwości f = 103,0927 kHz

x = 0,0097 - (0,0051 + 0,0048) = 0,0002 [ms]

Dla miernika C571:

a) Dla częstotliwości f = 11,8614 Hz

x = 84,2630 - (42,0469 + 42,1833) = 0,0328 [ms]

b) Dla częstotliwości f = 517,128 Hz

x = 1,93369 - (0,965818 + 0,967693) = 0,000179 [ms]

c) Dla częstotliwości f = 19,5924 kHz

x = 0,0510350 - (0,0254715 + 0,0255535) = 0,00001 [ms]

d) Dla częstotliwości f = 102,647 kHz

x = 0,974621 - (0,489762 + 0,482992) = 0,001867 [μs]

Dla miernika C571 wyznaczamy niepewność względną pomiaru:

gdzie:

RMT - rzeczywisty czas pomiaru

f_w = 10 MHz

Dla częstotliwości 11,8614 Hz:

Dla częstotliwości 517,128 Hz:

Dla częstotliwości 19,5924 kHz:

Dla częstotliwości 102,647 Hz:

Niepewność względną pomiaru obliczamy ze wzoru:

Dla częstotliwości 11,8641 Hz:

[Hz]

Dla częstotliwości 517,128 Hz:

[Hz]

Dla częstotliwości 19,5924 kHz:

[Hz]

Dla częstotliwości 102,647 kHz:

[Hz]

Wyniki pomiarów wraz z niepewnościami:

f_x = ( 11,8614 ± 0,0030 ) Hz

f_x = ( 517,128 ± 0,004 ) Hz

f_x = (19592,4 ± 0,1 ) Hz

f_x = (102,647 ± 0,003 ) kHz

Druga część zadania:

1. Miernikiem C 571 wykonać 5 obserwacji (n = 5) dla częstotliwości generatora około 5 Hz.

Lp	f	Fśr - fi	(Fśr - fi)^2
		Hz	Hz	Hz^2
1 2 3 4 5	5,0976 5,0971 5,0967 5,0968 5,0971	-0,00054 -0,00004 0,00036 0,00026 -0,00004	0,0000002916 0,0000000016 0,0000001296 0,0000000676 0,0000000016
Śr	5,09706

2. Dla wykonanych obserwacji obliczyć niepewności standardowe

oraz

następnie niepewność złożoną

i niepewność rozszerzoną

przyjmując k = 2 dla p = 95%,

Zapisujemy wynik z niepewnością

6. Wnioski.

W ćwiczeniu tym dokonywaliśmy pomiaru częstotliwości i okresu sygnału sinusoidalnego. Sygnał ten był generowany za pomocą generatorów MXG-9802 oraz G 432. Jego częstotliwość, okres oraz półokresy dodatni i ujemny odczytywaliśmy za pomocą mierników PFL-28A oraz C 571. Pomiary wykonywaliśmy dla różnych częstotliwości: małych, średnich i dużych. Przy pomiarze okresu i dwóch półokresów możemy zauważyć, że dla małych częstotliwości ich długość nie jest taka sama. Ponadto dla miernika C571 obliczyliśmy niepewność względną i bezwzględną pomiaru częstotliwości dla dwóch skrajnych jej wartości. Dla małej częstotliwości (11 Hz) niepewność jest większa i jest związana z błędem bramkowania. Dla dużej częstotliwości (103 kHz) niepewność jest bardzo mała i zależy głównie od błędu kwantyzacji.

1

---