Instytut SYSTEMÓW INŻYNIERII

ELEKTRYCZNEJ

POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ

Wydział......................................................	Rok akademicki......................................
Studium......................................................	Semestr.......................................................
Kierunek....................................................	NR. Grupy lab...........................................
Specjalność.............................................

Sprawozdanie z ćwiczeń

w laboratorium

Metrologii elektrycznej i elektronicznej

Ćwiczenie Nr...............

Temat:...............................................................................................................................................................................................................................................................................................

Data wykonania ćwiczenia	Nazwisko prowadzącego ćw.	Data oddania sprawozdania	Podpis prowadzącego ćwiczenie

Nazwisko i Imię	Nr indeksu	Ocena kol.	Ocena spr.	Uwagi

1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru czasu i częstotliwości oraz możliwości zastosowania niektórych typów częstościomierzy i czasomierzy.

2.Układ połączeń

Wyznaczenie charakterystyk błędu częstościomierza

Tabela 1;

Pomiar częstotliwości metodą bezpośrednią

	nastawa generatora
	1	10	100	1000	10000	100000	Hz
10s	0,001	0,0102	0,1004	1,002	9,994	101,4277	Wskazania miernika
		0	0,002	0,0004	0,0002	-0,00006	0,0014277	Błąd wskazania
	1s	0,001	0,011	0,101	1	9,995	101,422	Wskazania miernika
		0	0,01	0,001	0	-0,00005	0,001422	Błąd wskazania
	0,1s	-	0,01	0,1	1	9,99	10143	Wskazania miernika
		-	0	0	0	-0,01	0,143	Błąd wskazania
	0,01s	-	-	0,1	1	10	101,4	Wskazania miernika
		-	-	0	0	0	0,014	Błąd wskazania

Tabela 2;

Pomiar częstotliwości metodą pośrednią

	nastawa generatora
	1	10	100	1000	10000	100000
Hz
10000	999,6	97,8	10	1	0,1	-	Wskazania miernika T[ms]
		1,0004	10,22495	100	1000	10000	-	Wartość przeliczona f[kHz]
		0,040016	2,249489	0	0	0	-	Błąd wskazania [%]
	100000	997,8	97,83	9396	1	0,1	0,01	Wskazania miernika T[ms]
		1,002205	10,22181	0,1064283	1000	10000	100000	Wartość przeliczona f[kHz]
		0,220485	2,218133	99,89357	0	0	0	Błąd wskazania [%]
	1000000	1000,983	97,787	9,961	1	0,1	0,01	Wskazania miernika T[ms]
		0,999018	10,22631	100,39153	1000	10000	100000	Wartość przeliczona f[kHz]
		0,0982	2,263082	0,391527	0	0	0	Błąd wskazania [%]
	10000000	1000,806	98,0586	9,9608	0,9996	0,1	0,0098	Wskazania miernika T[ms]
		0,999195	10,19798	100,39354	1000,4	10000	102040,8163	Wartość przeliczona f[kHz]
		0,08053	1,979837	0,3935427	0,040016	0	2,040816327	Błąd wskazania [%]

f_przel. - wartość częstotliwości obliczona ze wskazań miernika,

f_nast - wartość częstotliwości nastawionej na generatorze.

Wykresy

Pomiar częstotliwości sieci zasilającej

Tabela 3;

lp	Okres [ms]	Częstotliwość [Hz]
1	9,9966	100,034
2	9,9918	100,0821
3	9,9905	100,0951
4	9,9956	100,044
5	9,9957	100,043
6	9,9939	100,061
7	9,9971	100,029
8	9,9948	100,052
9	9,9972	100,028
10	9,9908	100,0921
11	9,9936	100,064
12	9,9898	100,1021
13	9,9985	100,015
14	9,9986	100,014
15	9,993	100,07
16	9,9916	100,0841
17	9,9899	100,1011
18	9,9905	100,0951
19	9,9963	100,037
20	9,995	100,05
21	9,995	100,05
22	9,9957	100,043
23	9,9925	100,0751
24	9,9904	100,0961
25	9,9851	100,1492
26	9,9893	100,1071
27	9,987	100,1302
28	9,9896	100,1041
29	9,9899	100,1011
30	9,9894	100,1061

Wartość średnia:

gdzie:
T - zmierzona wartość jednego okresu
f_i - przeliczona wartość częstotliwości
n - ilość pomiarów 30

Odchylenie standardowe:

Niepewność typu A:

Błąd pomiaru:

gdzie:

- średnia wartość pomierzonego okresu

- dokładność podstawy czasu
F_x - wartość średnia częstotliwości.

Niepewność typu B dla równomiernego rozkładu błędów:

Ponieważ µ_B » µ_A to µ_C będzie równe µ_B :

Niepewność rozszerzona przy współczynniku rozszerzenia k=2

Pomiar czasu

Do wejścia pomiarowego miernika dołączyliśmy sygnał prostokątny z generatora o regulowanym współczynniku wypełnienia. Współczynnik wypełnienia jest parametrem charakteryzującym okresowe przebiegi impulsowe. Pomiar tego współczynnika sprowadza się do pomiaru odpowiednich przedziałów czasu

Tabela 4;

Lp.	T	t1	t2	Tp=t1+t2	a=t1/T	ap=t1/Tp
	ms	ms	ms	ms	-	-
1	5,375	2,7262	2,6501	5,3763	0,507	0,50707736
2	5,3772	1,2001	4,1795	5,3796	0,223	0,2230835
3	5,3759	4,491	0,8735	5,3645	0,835	0,83717029

Przykładowe obliczenia:

Aparatura pomiarowa;

Oscyloskop tektronix 2225

RC decade Generator Kz-1115A

Generator impulsowy PGP - 6

Czestościomierz-czasomierz cyfrowy PFL-20

Transformator T0-1

Wnioski:

Wyniki naszych pomiarów w bardzo małym stopniu odbiegają od założonych, zatem pomiar został przeprowadzony poprawnie. Za metodę bardziej dokładną uznaliśmy metodę bezpośrednią. Błędy w niej wynoszą około 1 % co nie czyni pomiarów niedokładnymi.

Wykresy, które zamieściliśmy przedstawiają poszczególne charakterystyki. Jak widać na wykresie w metodzie bezpośredniej największy błąd występuje dla największej częstotliwości.

Zmierzone przez nas częstotliwości po uśrednieniu zgadzają się z zamierzoną wartością, która wynosi 100 Hz.

Końcowe obliczenia pokazują poszczególne wartości wymagane w doświadczeniu.

---