Международная система единиц. Погрешности измерений. Преобразователи тока и напряжения. Аналоговые электронно- механические измерительные приборы, страница 34

Обозначим через tx период импульсов частоты fx, тогда количество импульсов N, прошедших на счетчик СчИ за время Т0: N= Т0/ tx= Т0 fx.

При стабильном и постоянном значении Т0 код N прямо пропорционален  fx. Точность измерения частоты fx зависит от точности задания интервала Т0.

В качестве датчика интервала времени применяют кварцевые генераторы. Стабильность их ¯ 10-5% за 10 дн. Þ высокая точность ЦОУ до 7 декад.

Другой составляющей погрешностью является дискретность преобразования интервала времени Т0 в код N.

Эта погрешность  проявляется в том, что при одних и тех же значениях Т0 и N, значения fx могут быть различными и находится в некоторых пределах.

а) погрешность дискретности отсутствует б) погрешность дискретности +txÞ tx2>tx1

в) погрешность дискретности –txÞ tx3<tx1

Когда на T0 укладывается точно N импульсов с периодом tx1.

Погрешность дискретности на превышает ±1 отсчета по ЦОУ, а ее относит, значение - <tx/T0=1/(T0fx). Т.о. границы относительной погрешности частотомера в % определяются ±(STo+1/(T0fx))*100.

Схема на рис.а пригодна для измерения f=0…max, но на низких частотах – большое время. Так при измерение fx=100Гц частотомером с семидекадным ОУ. Первая значащая цифра результата измерения  должна быть в старшей декаде ОУ. Для выполнения этого условия в семидекадном ОУ на вход частотомера надо пропустить 106 импульсов и затратить на это время T0=106/fx=104c»3 часа. Время измерения можно сократить без потерь точности, если перейти к измерению частоты, а не периода.

Схема периодомера.

ГВ4 – генератор высокой частоты, ЭК – электронный ключ, два счетчика импульсов СчИ и СчИ1, ЦОУ, ОУ – усилит.-ограничитель, переключатель SA.

Напряжение произвольной формы, период которого Tx измеряется, преобразуется усилителем-ограничителем ОУ в прямоугольные импульсы с периодом Tx. Если переключатель SA находится в положении 1, то импульс с выхода ОУ замкнет ключ ЭК на время равное Tx, при этом от ГВЧ на СчИ пройдет N импульсов с периодом t0. значение Tx=Nt0 может оказаться недостаточным для того, чтобы первая значащая цифра отчетного устройства ЦОУ появилась в старшем разряде. Время замкнутого состояния ключа  ЭК можно увеличить, поставив переключатель SA в позицию 2. В этом случае импульс управления ЭК формируется счетчиком СчИ и равен nTx, где n – коэф. пересчета счетчика СчИ.

Структурная схема частотомера позволяет без существенных переделок путем простых переключений использовать его:

1)  Для измерения длительности импульсов и интервалов времени; в этом случае измеряемая величина подается на вход усилителя-ограничителя ОУ, рис.а переключатель в позиции 1.

2)  Для измерения отношения частот, в этом случае рис. напряжение с частотой f1 подается на вход ОУ, а напряжение с частотой f2<f1 используется для управления ключом ЭК (датчик интервала времени ДИВ отключается); код N= f1/f2

3)  В качестве генератора кратных эталонных частот, которые создаются кварцевым генератором и делителем частоты

4)  В качестве делителя частоты путем использования счетчиков импульсов

Ф599 – частотомер-хронометр предназначен для измерения частоты и периодов электрических колебаний, длительности импульсов и интервалов времени, отношения частот и делителя частоты. Прибор имеет диапазоны измерения:

·  Частот 0.1 Гц…1.5МГц

·  Периодов эл. колебаний, которые соответствуют частотам 0.1 Гц…1МГц

·  Интервалов времени от 10мкс до 10с

·  Количества импульсов до 9 999 999

·  Отношения частот от 1:1 до 5*105:1 на частотах 0.1 Гц…1.5МГц

Время T0 измерения частоты 0.01, 0.1, 1, 10, 100с. Количество периодов n при измерении усредненного значения периодов и отношения частот 1, 10, 102, 103, 104мкс. Диапазон входных напряжений 0.1…100В.

Входные частоты опорного генератора 106, 105, 5*104, 2.5*104,

Прибор имеет ручное, автоматическое и дистанционное управление.