Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Tektronix
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pytanie o dokładność. Metody pomiaru częstotliwości.

21 Mar 2005 09:14 1539 9
  • Poziom 12  
    znam 2 podstawowe metody pomiaru czestotliwosci:
    pomiar czasu trwania impulsow (male czestotliwosci)
    pomiar ilosci impulsow w jednostce czasu (duze czest.)
    Wydaje mi sie, że precyzyjniejsza bedzie metoda pomiaru czasu przy mozliwie najwyzszym kwarcu mikrokontrolera. Czy mam racje?
    Obie medoty w sumie maja ten sam poziom skomplikowania programowego i zuzycia zasobow proca.
  • Tektronix
  • Pomocny post
    Spec od samochodów
    Pomiar czasu i otrzymanie częstotliwości bardziej komplikuje program.
    Pomiar ilości impulsów to tylko 1 timer mierzy czas a drugi pracuje jako licznik- proste i skuteczne
  • Tektronix
  • Pomocny post
    Poziom 23  
    W zasadzie to mozesz nawet małe częstotliwości mierzyc liczac ilośc impulsów w jednostce czsau. Tylko wtedy dokładnośc bedzie niewielka. Dokładnośc takiego pomiaru to +- jeden okres, przyczęstotliwości 10Hz i pomiarze w czasie jednej sekundy to daje 10% błedu - troche dużo, prawda. Można mierzc przez dwie sekundy, błąd wtedy zmniejszy sie o połowe, ale jaki sens ma miernik z taką częstotliwością pomiaru zwłaszcza przy sygnałach o zmieniającej sie czestotliwości?
    Podobnie błedy wychodzą przy pomiarze szerokości okresu dla dużych częstotliwości. Dlatego najlepiej zastosowac takie sposoby jak sam już napisałeś.
  • Poziom 12  
    Czy lepiej jest mierzyć więcej czy mniej implulsów na jeden obrót jakiegoś wirnika. Prędkość obrotowa będzie się zmieniała drastycznie (0 do około 15000 obrotów na minutę) i bardzo często. A ja chcę te wszystkie zmiany zarejestrować z dużą dokładnością.
  • Pomocny post
    Poziom 23  
    jesli predkośc obrotowa sie zmienia szybko i dużych granicach, to raczej dużo impulsów na obrót i jak najkrótszy czas pomiaru. Przy długim oknie pomiaru otrzymasz usrednioną predkośc obrotową.
    Przemyśl też zastosowanie przetwornika f/u, wtedy zawsze otrzymasz pomiar predkości chwilowej obrotów i czas pomiaru bedzie krótszy.
  • Poziom 12  
    Czy możecie polecic jakiś scalony przetwornik częstotliwość - napięcie, który poradzi sobie z taką ilością impulsów. 15000 obrotów na minutę i przy każdym obrocie przewiduję co najmniej 10 impulsów.
  • Spec od samochodów
    Prawdę mówiąc problem nie leży w przetworniku, czy dokładności pomiaru, ale jak chcesz otrzymać te 10 impulsów na obrót przy 15tys.?
  • Poziom 12  
    Chyba za dlugo siedze przy komputerze :D. Moze przesadzam z tymi obrotami. Chyba nie wyciagne tyle. Pewnie bedzie cos okolo 3000 do 5000, ale to pozniej dokladnie zmierze. Ile impulsow na obrot powinienem mierzyc aby pomiar liczby obrotow byl dokladny zarowno przy duzych jak i malych predkosciach obrotowych.
  • Pomocny post
    Poziom 19  
    Wg mnie sprawa wygląda tak: Przy 15000 obr/min mamy 250 obr/s. Jeśli masz 10 impulsów na obtrót wału, to częstotliwość jaką zechcemy mierzyć to 2500 Hz. Jeśli weźmiemy teraz kwarc 10MHz i byle jakiego AVR to mamy kwant czasu o wartości 100ns. Przy takiej częstotliwości mierzonej mamy 0, 025% błędu, wynikającego z rozdzielczości pomiaru czasu. Jednocześnie mamy 4000 cykli rozkazowych na to, by się uporać z obliczeniami. Zupełnie wystarczy na zagranie kolędy i zamróganie jeszcze lampkami na choince. Dostajesz strumień danych o prędkości 2500 liczb na sekundę.
    Jeśli to za dużo, możesz mierzyć czas trwania kilku impulsów, i uzyskujesz wtedy ich średni czas. Możesz to samo robić uśredniając programowo kilka pomiarów.
    Acha... Jak to jest z tą dokładnością w obu metodach?
    Ano tak, że w najprostrzym przypadku w metodzie bezrośredniej możemy się pomylić najwyżej o jeden impuls. Zatem błąd jest taką funkcją : σ=1/f. Natomiast w pomiarze przez okres mylimy się o jeden kwant czasu: σ=(kwant czasu)/T. Jeśli się to porówna ze sobą, to okazuje się, że częstotliwość graniczna tych metod to: fgr=1/√(kwant czasu). Dla 10MHz zegara, mamy fgr=3162 Hz. Dla tej częstotliwości popełniamy ten sam błąd pomiaru w jednej i drugiej metodzie.
    Mam nadzieję, że coś tam pomogłem. Pozdrawiam.
  • Pomocny post
    Poziom 29  
    Pomiar częstotliwości za pomocą przetwornika f\u i obserwacji napięcia jest najmniej dokładny ze wszystkich opisanych metod, można nawet powiedzieć, że jest bardzo niedokładny, bawiłem się kilkoma miernikami cyfrowymi (multimetrami) które umożliwiały pomiar częstotliwości (za pomoca przetwornika f\u) i wszystkie oszukiwały o kilkaset Hz przy mierzonej częstotliwości rzędu kilkudziesięci kHz.

    Metoda pomiaru polegająca na zliczaniu liczby impulsów w danej jednostce czasu pozwala uzyskać dokładność 1 Hz ( przy załozeniu ze mierzymy w odpowiednio długim odcinku czasu i częstotliwosc badanego przebiegu się nie zmienia).

    Kilka lat temu zbudowałem miernik częstotliwosci i pojemonsci własnego projeku (jeszcze na układach serii CMOS 4000 - ponad 30 scalaków) i uzyskiwana dokładnosc tego przyrządu była zdumiewająca, odczyt zgadzał się z częstotliwoscią przebiegu wyliczoną na podstawie obserwacji na oscyloskopie oraz z odczytem przyrządów wyzszej klasy. Mierzyłem w czasie 1s więc bezposrednio zliczona liczba impulsów była odpowiednikiem częstotliwosci.

    Teraz czasy się zmieniły i kilkadziesiat układów CMOS mozna zastąpic jednym małym mikrokontrolerkiem, o ile dobrze pamiętam w edw 4/2002 był opis miernika czestotliwosci zbudowanego na układzie AT90S2313.

    Pozdrawiam i zycze powodzenia przy dokonywaniu pomiarów :)