Метрология_ЛР4(9)_Обработка

_{МИНОБРНАУКИ 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.