Метрология_ЛР4(9)_Обработка
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра информационно-измерительных систем и технологий
отчет
по лабораторной работе №9
по дисциплине «Метрология»
Тема: Измерение частоты периода и фазы
Студенты гр. 1585 |
|
Левшин С.Ю. |
|
|
Хватов А.В. |
|
|
|
Преподаватель |
|
Царёва А.В. |
Санкт-Петербург
2023
Спецификация средств измерений, применяемых при эксперименте
Наименование средства измерений |
Диапазоны измерений, постоянные СИ |
Характеристики точности СИ, классы точности |
Рабочий диапазон частот |
Параметры входа (выхода) |
Осциллограф |
Коэф. откл. 5 мВ/дел ... 5 В/дел, всего 10 значений; коэф. разв. 0,2 мкс/дел… 0,5 с/дел, всего 20 значений |
3%
3%
|
0 – 10 МГц |
– |
Частотомер GFC-8010H |
0,1 Гц – 100 Мгц |
|
0,1 Гц – 100 Мгц |
|
Обработка результатов
1. Измерение частоты и периода сигналов универсальным частотомером
Абсолютная погрешность рассчитывается по формуле
, где – показания частотомера; k – шаг квантования измеряемой величины (определяется весом единицы младшего разряда частотомера).
Для :
Для :
Для :
Относительная погрешность рассчитывается по формуле
Для :
Для :
Для :
Результаты расчётов сведены в таблицу:
№ |
Время счёта, с |
Показания прибора ( ) |
Абсолютная погрешность , Гц (или мс, или мкс) |
Относительная погрешность δ, % |
1 |
0,1 |
397,0010 |
0,0021 |
0,0005 |
2 |
1 |
396,9985 |
0,0020 |
0,0005 |
3 |
10 |
396,9986 |
0,0020 |
0,0005 |
4 |
0,1 |
2,518900 |
0,000023 |
0,0009 |
5 |
1 |
2,518907 |
0,000014 |
0,0005 |
6 |
10 |
2,518909 |
0,000013 |
0,0005 |
7 |
0,1 |
1675,990 |
0,018 |
0,0011 |
8 |
1 |
1675,988 |
0,009 |
0,0006 |
9 |
10 |
1675,9894 |
0,008 |
0,0005 |
10 |
0,1 |
596,661 |
0,004 |
0,0007 |
11 |
1 |
596,6624 |
0,0031 |
0,0005 |
12 |
10 |
596,6623 |
0,0030 |
0,0005 |
13 |
0,1 |
11283,90 |
0,16 |
0,0014 |
14 |
1 |
11283,95 |
0,07 |
0,0006 |
15 |
10 |
11283,953 |
0,06 |
0,0005 |
16 |
0,1 |
88,6213 |
0,0005 |
0,0006 |
17 |
1 |
88,6216 |
0,0005 |
0,0005 |
18 |
10 |
88,6216 |
0,0004 |
0,0005 |
Результаты измерения:
Для :
Для :
Для :
2. Измерение частоты и периода сигналов осциллографом
Для :
Для :
Для :
3. Вычисление фазового сдвига двумя способами
Для :
Сравнение изображений самих сигналов:
Применение фигуры Лиссажу:
Для :
Сравнение изображений самих сигналов:
Применение фигуры Лиссажу:
Для :
Сравнение изображений самих сигналов:
Применение фигуры Лиссажу:
Вывод: в данной лабораторной работе были измерены частота и период трёх сигналов разных частот на трёх режимах частотомера (с периодом обновления 0,1с, 1с и 10с). Наиболее точный результат дал режим с периодом обновлением значения равным 10 секундам. Также в данной работе были измерены частота и период сигнала при помощи осциллографа и частотомера. Значения периода, полученные при помощи осциллографа близки к полученным на частотомере, значения частоты также близки, определённой закономерности (занижения или завышения показаний) не наблюдается: в первых двух случаях происходит занижение показаний, в третьем – завышение. Сильных отклонений не наблюдается, значения попадают в зону погрешности. Помимо этого, в данной работе производился расчёт разности фаз входного и выходного сигнала двумя способами: с обычной осциллограммы и с фигур Лиссажу. Погрешность при использовании фигур Лиссажу меньше, что говорит о том, что данный метод более точный.