Главная страница
Навигация по странице:

  • Осциллограф GOS-620

    		•

    ЛР9 Метрология. Обработка результатов


    Скачать 38.17 Kb.
    НазваниеОбработка результатов
    Дата24.02.2021
    Размер38.17 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛР9 Метрология.docx
    ТипДокументы
    #179019


    Обработка результатов.

    1. При измерении частоты с помощью частотометра были получены следующие данные:

    Таблица 1- Измерения частоты сигнала

     
    f (1000 Гц)
    f (30 кГц)
    f (100 кГц)
    f (1 МГц)

    0,1 с
    999,99
    29,9998
    99,9993
    99,994

    1 с
    999,993
    29,99980
    99,99935
    99,9935

    10 с
    999,9937
    29,999809
    99,999358
    999,99368


    Найдем абсолютную погрешность:

    Пример вычисления для 0,1 с и 1 кГц:

    Δ= ± [5  10–6× Хизм + k]=± [5*10^(-6)* 999,99+0,01]= ± 1,4*10^(-3) Гц

    Составим таблицу модулей абсолютных погрешностей с учетом округления

    Таблица 2- Абсолютные погрешности результатов измерений
    Δ (1000 Гц), Гц
    Δ (30 кГц), Гц
    Δ (100 кГц), Гц
    Δ (1 МГц), Гц

    0,1 с
    0,0150
    0,0002
    0,0006
    0,0015

    1 с
    0,0060
    0,0002
    0,0005
    0,0006

    10 с
    0,0051
    0,0002
    0,0005
    0,0050


    Относительная погрешность определяется как отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины:

    δ= (Δ/Хдейств)*100%

    Пример для 0,1 с и 1 кГц:

    δ=(0,015/999,99)*100%=0,0015%

    Сведем результаты в таблицу:

    Таблица 3- Результаты вычислений относительной погрешности
    δ (1000 Гц), %
    δ (30 кГц), %
    δ (100 кГц), %
    δ (1 МГц), %

    0,1 с
    0,0015
    0,0007
    0,0006
    0,0010

    1 с
    0,0006
    0,0005
    0,0005
    0,0006

    10 с
    0,0005
    0,0005
    0,0005
    0,0005

    Таблица 4- Результаты измерений частоты
    f ∓ Δ (1000 Гц), %
    f ∓ Δ (30 кГц), %
    f ∓ Δ (100 кГц), %
    f ∓ Δ (1 МГц), %

    0,1 с
    999,990∓0,015
    29,9998∓0,0002
    99,9993∓0,0006
    99,9940∓0,0015

    1 с
    999,993∓0,006
    29,99980∓0,00016
    99,99935∓0,00051
    99,9935∓0,0006

    10 с
    999,9937∓0,0051
    29,99981∓0,00015
    99,99936∓0,00050
    999,9937∓0,0050




    1. Исследование продолжилось на основе осциллографа

    Таблица 5- Измерения с помощью универсального осциллографа GOS-620
    Осциллограф GOS-620




    1000 Гц
    30 кГц
    100кГц
    1 МГц

    Lт*Кр,мкс
    1000
    31,5
    10
    X

    Lτ*Кр,мкс
    120
    6,75
    4

    A*Ко
    2,6 В
    180 мВ
    52,5 мВ

    B*Ко
    1,15 В
    170 мВ
    50,5 мВ

    Кр, мкс
    200
    5
    2

    Ко, мВ
    500
    50
    10

    Lт, дел
    5
    6,3
    5

    Lτ, дел
    1,3
    1,6
    1,25


    Пример определения периода для 1 кГц: Tx=5*0,0002=1 мс=1000 мкс

    Определим относительную погрешность измерения

    Т=kр + нр + вд

    Относительная погрешность коэффициента развертки определяется по спецификации:



    Погрешность нелинейной развертки вследствии близости сигнала к идеальному равна нулю, т.к. отсутствует разность размеров изображения амплитуды по вертикали и размеров изображений полупериодов сигналов.

    Таблица 6- Расчет погрешности коэффициентов развертки
    1000 Гц
    30 кГц
    100кГц

    Кр*, мкс
    200
    5
    2

    δKр, %
    3
    3
    3

    δнр, %
    0
    0
    0


    Найдем визуальную погрешность.

    b=0,1 дел

    Для 1 кГц:
    Таблица 7- Определение визуальной погрешности
    1000 Гц
    30 кГц
    100кГц

    δвд, %
    2
    1,59
    2


    Сложим получившиеся погрешности и достигнем результата:

    Таблица 8- Погрешности измерения частоты с помощью осциллографа
    1000 Гц
    30 кГц
    100кГц

    δf, %
    5
    4,59
    5



    1. Определим величину фазового сдвига

    Первый способ (сравнение изображения самих сигналов).

    Пример: =360*(120/1000)= 43,20 град.



    =kр + нр + вд

    Для 1 кГц:



    Таблица 9- Расчет погрешности запаздывания и итоговой погрешности
    1000 Гц
    30 кГц
    100кГц

    δτ, %
    10,69
    9,25
    11,00

    δф, %
    15,69
    13,84
    16,00





    Таблица 10- Первый способ вычисления фазового сдвига
    1000 Гц
    30 кГц
    100кГц

    φ°
    43,20
    77,14
    144,00

    ∆φ
    6,78
    10,67
    23,04

    фх
    43,2∓6,8
    77,1∓10,7
    144∓23


    Второй способ (фигура Лиссажу):

    Для 1 кГц:

    Ko*A=2,6 В, тогда A=2,6*2=5,2 дел. Для других значений аналогично



    град

    град

    1,73 град

    1,82 град



    Таблица 11- Измерение сдвига фаз с помощью фигур Лиссажу
    1000 Гц
    30 кГц
    100кГц

    A
    5,2
    3,6
    5,25

    B
    2,3
    3,4
    5,05

    ф°
    26,25
    70,81
    74,14

    фн°
    24,53
    63,11
    67,71

    фв°
    28,07
    90,00
    90,00

    ∆φ1
    1,73
    7,70
    6,43

    ∆φ2
    1,82
    19,19
    15,87

    фх







    Вывод: Погрешность измерений частотометром получились на порядки меньше погрешностей измерений осциллографом. Отсюда следует вывод, что для уменьшения погрешностей измерения лучше использовать цифровые приборы.

    При расчете фазового сдвига выявлены сильные различия, связанные с режимами работы осциллографа. Фазовый сдвиг был тем больше, чем больше частота. При использовании фигур Лиссажу могли быть ошибочно вычислены А и В, т.к. осциллограф не дает очень точную информацию о них, а визуальная погрешность при этом довольно большая. Также погрешности при использовании фигур Лиссажу меньше.

    написать администратору сайта