Politechnika Lubelska

Katedra Podstaw Metrologii

Laboratorium Metrologii

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 23.

Temat: Pomiar częstotliwości.

Wykonano: 20.04.1997

Grupa :ED 6.1

Maciej Bara

Robert Siwiec

Mariusz Wolanin

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest pomiar częstotliwości napięć przemiennych.

2. Wykonanie Pomiarów

2.1Badanie wpływu wartości napięcia o mierzonej częstotliwości na wskazanie elektronicznego miernika częstotliwości

Schemat układu:

Spis przyrządów:

Generator typu PO-27 PL-P3-528-E6

Miernik częstotliwości typu MC-3T PL-P3-665/E6

L.p.	fg	Ug	fx
	Hz	V	Hz
1	20	0	0
		0,2	22,3
		1	22,6
		2	22,8
		3	22,8
		5	22,8
2	60	0	0
		0,2	61,9
		1	62
		2	62
		3	62
		5	62
3	200	0	0
		0,2	214
		1	216
		2	216
		3	216
		5	216

2.2 Sprawdzenie skalowania generatora elektronicznego.

A) Przez porównanie metodą krzywych Lissajous ze znaną częstotliwością napięcia sieciowego f=50Hz.

Schemat układu:

Spis przyrządów:

Generator typu PO-27 PL-P3-528-E6

Oscyloskop PL-P3-541-E6

Tabela pomiarowa:

fW	fgen	Δf
Hz	Hz	Hz
50	58	8
75	78	3
100	99	1

Obliczenia przykładowe:

błąd skalowania: Δf ₇₅ = 78 - 75 = 3 Hz

Dla częstotliwości 50, (75, 100) Hz wyznaczamy różnicę częstotliwości między częstotliwością wzorcową (sieci) a częstotliwością generatora mierząc czas t n okresów ruchu figury

fgen	n	t	δt
Hz	okr.	s	Hz
50	1	50	0.02

Obliczenia:

B)Porównanie wskazania 400Hz ze wskazaniem logometrycznego elektrodynamicznego miernika częstotliwości.

Schemat układu:

Spis przyrządów:

Generator typu PO-27 PL-P3-529-E6

Miernik częstotliwości typu MC-3T PL-P3-665/E6

Przy napięciu z generatora U = 4.8 V i częstotliwości f_gen = 400 Hz , częstotliwość zmierzona miernikiem

elektrodynamicznym wyniosła f = 399 Hz.

Różnica wskazań Δf = / f_gen -f / = 400 - 399 = 1 Hz

C) Pomiar częstotliwości 1000Hz mostkiem Robinsona

Schemat układu:

Spis przyrządów:

Generator typu PO-27 PL-P3-529-E6

Kondensatory dekadowe: PL-P3-1736/E2-M PL-P3-1737/E2-M

Rezystor kołkowy: PL-P3-359-E6/ PL-P3-279-E6/

Rezystor dekadowy PL-P3-125-E6

Woltomierz cyfrowy PL-T-4219-E2

Nastawiane wartości gałęzi mostka R₂=2⋅R₁ =2⋅20=40

R₃ = R₄ = R = 1000

C = C₃ = C₄

Tabela pomiarowa:

fgen	C	fobl	δf
Hz	μF	Hz	%
1000	0.159	1000.974	0.0947

Obliczenia przykładowe:

f_gen = 1000 Hz

f_obl ==

3. Wpływ poszczególnych układów na wartość mierzonej częstotliwości.

1. dzielnik rezystancyjny;

W wyniku pomiarów otrzymano częstotliwość 62,5 Hz oraz przebieg sinusoidalny.

2. dławik z rezystorem;

W wyniku pomiaru otrzymano wynik 62 Hz oraz przebieg sinusoidalny.

3. Dzielnik napięcia z diodami Zenera;

W wyniku pomiarów otrzymano przebieg odkształcony jak na rysunku powyżej o częstotliwości 62Hz

4. Układ dzielnika rezystancyjnego z układem mostka Gr*tza;

W wyniku pomiarów otrzymano przebieg o częstotliwości dwa razy większej czyli 125Hz o kształcie jak wyżej.

IV. Wnioski.

W pierwszym punkcie ćwiczenia badaliśmy wpływ wartości napięcia mierzonego o ustalonej częstotliwości na wskazanie miernika częstotliwości typu MC-3T. Przeprowadziliśmy pomiary dla kilku wartości napięć i dla różnych wartości częstotliwości. Widać z tych pomiarów, że wartość napięcia nie wpływa znacznie na wartość mierzonej częstotliwości musi jednak przekraczać 0,2 V.

W kolejnym punkcie sprawdzaliśmy skalowanie generatora elektronicznego typu PO-27 przy pomocy kilku metod. Przez porównanie metodą krzywych Lissajous ze znaną częstotliwością napięcia sieciowego f=50Hz przy wykorzystaniu oscyloskopu dwustrumieniowego. Skalowanie przeprowadzone dla trzech częstotliwości (50, 75, 100 Hz) wykazało niewielkie zawyżenie skali generatora. Dla częstotliwości 50 błąd skalowania wyniósł 8 Hz ,a dla 75 Hz 3 Hz i 1 Hz przy częstotliwości 100 Hz. Dokładniejsza metoda zastosowana do wyznaczenia błędu skalowania przy częstotliwości 50 Hz polegała na pomiarze czasu n okresów obrotów figury uzyskanej na ekranie oscyloskopu i wykazała niewielki błąd poniżej 1 Hz. Dla częstotliwości f =100 Hz zastosowanie tej metody okazało się niemożliwe ze względu na szybkość obrotów figury na ekranie oscyloskopu. Skalowanie przeprowadzone miernikiem częstotliwości typu MC-3T dało błąd skalowania rzędu 1 Hz przy częstotliwości badanej 400 Hz. Oznacza to że miernik był dobrze wyskalowany.

Pomiar częstotliwości mostkiem Robinsona dał wyniki bardzo zbliżone do częstotliwości nastawionej na generatorze i przyjmując, że generator było dobrze wyskalowany to uzyskane wyniki pomiaru częstotliwości są niemal identyczne z nastawionymi. Błąd pomiaru wynosi około 0,09 % co jest bardzo dobrym wynikiem i świadczy o dużej dokładności pomiaru częstotliwości przy pomocy mostka Robinsona.

f[Hz]

Generator

OSC

Generator

f[Hz]

Generator

R₁

R₂

C₃

C₄

R₄

R₃

U₀

f_X

V

---