Исследование методов измерения частоты и временных интервалов

Страницы работы

10 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

измерение периода и частоты исследуемых сигналов осциллографическим методом.

а) методом линейной развертки.

б) методом синусоидальной развертки в) метод круговой развертки.

3. сравнительный анализ характеристик исследованных методов измерения частоты и временных интервалов.

Основные метрологические характеристики используемого оборудования.

п/п

Наименование прибора

Тип прибора

Основные метрологические характеристики

1

2

Генератор сигналов звуковой

Осциллограф

ГЗ-33

С1-65А

Генератор предназначен для формирования синусоидальных сигналов звуковой частоты. Диапазон частот 20 Гц – 200 кГц перекрывается четырьмя поддиапазонами с плавной перестройкой внутри поддиапазонов. Пределы допускаемой основной погрешности установки частоты ±(0,02F+1)Гц, где F -значение частоты (установленной ) в Гц. Ступенчатая регулировка вых. напряжения осуществляется ступенями через 10 дБ и обеспечивается общее ослабление 100 дБ. Погрешность деления ступенчатого аттенюатора при активной нагрузке 600 Ом не превышает: ± 0,5 дБ при частоте от 20 до 20 кГц, для затухания от +30 до -70 дБ и от 20 до 200 кГц для затухания от +30 до -30 дБ. Максимальное значение выходного напряжения (осуществляется от максимума) на согласованной нагрузке 600 Ом не менее 5 В и не более 65 В. Плавная настройка частоты осуществляется в пределах 11,5% от установленной частоты. Выходное сопротивление генератора ступенчато переключаемое 5,50,600 Ом. Предел допускаемой относительной погрешности обходного сопротивления равен 5%.

Полоса пропускания 0-35 мГц. Диапазон коэффициента отклонения 5 – 10. Диапазон коэф. развертки: 0,01л – 50

Предел допускаемой погрешности в р.д. γ±6% (0-7МГц) – амплитуды δ = ±10% для временных интервалов Р.У.Т. = 303-323 К ОВВ при Т=303 К не более 95% и сети 220±22В при f = 50±0,5Гц.

U сети 115/220 В ± 5% при f = 400 Гц. Время прогрева 15 мин. Время непрерывной работы 16 часов. Размер осциллограммы вертикали > 3 дел. ∂ коэф. отклонения ± 6% = ∂ коэф. развертки. Размер горизонтали 3,5 дел.

3

Частотомер

Ч3-32

Rвх ≥ 50 кОм, Свх ≤ 50 пФ по входам “A” и “Б”. диапазоны частот гармонических и импульсных сигналов 10 Гц – 36 мГц. Параметры входных сигналов а) гармонической формы (среднеквадратические значения напряжения) 0,1-100 В б) импульсной формы, имеющих не более двух экстремальных значений за период (пиковое отклонение любой полярности) длительность импульса не менее 0,166 мкс, крутизна фронта не менее 0,25 В/мс, скважность 0,3-100 В.

Задача № 1.

Определить частоты (fx или fy), абсолютную и относительную неопределенности и форму сигналов на входах “Х” и “Y”осциллографа, если на его экране наблюдают фигуру (рис. 1)

Частота сигнала fY = 25 Гц, а его абсолютная неопределенность ∆f = 8 Гц. Найти fX - ?

Решение:

nx = 1; ny = 3;  fx=fy = 25*3 = 75 Гц

∆fx=∆fy = 3*8 = 24 Гц

δfx = *100% = *100% = 32%

δfy = *100% = *100% = 32%

Ответ: fx = 75±24 Гц;   fx = 75Гц±32 %;    fy = 25±8 Гц;   fy = 25Гц±32 %

Задача № 2

Определить показания периодомера (градуировка в миллисекундах), абсолютную и относительную неопределенности дискретности измерения периода  число импульсов, накопленное в электронном счетчике цифрового периодомера при измерении периода сигнала, частота которого fиссл = 8, а частота следования счетных импульсов

fсч = 0,1 МГц и коэффициент деления делителя частоты исследуемого сигнала (множитель периода) m=10 в периодомере.

Решение:

Т.к. подаются счетные импульсы на множитель частоты, то их частота становится

fo = fсч*m = 0.1*10 = 1МГц

То = = = 1*10-6 Гц = 1 мкГц

Тх = = = 0,125

Погрешность дискретности δд = ± = ±

Где ∆tx – интервал следования.

Т.к. погрешность дискретности можно уменьшить, синхронизация метки времени с началом измеряемого интервала, то

δд = *100% =  0.8%.

Или

δд = = → N = = = 1.25*105

Абсолютная погрешность дискретного измерения:

∆д = δдТх = 8*10-6*0,125 = 1*10-6.

Ответ: Tx = 0.125±0.001 мс;   Tx = 0.125мс±0.8%

Задача № 3

Известны: показания частотомера 00001,450 кГц; частота = 5 МГц. и относительная нестабильность частоты опорного кварцевого генератора δо = 2*10-6

Определить коэффициент деления делителя частоты опорного генератора в частотомере при получении показания.

Эксперимент

1. Исследование неопределенности измерения частоты и периода цифровым частотомером.

Таблица 1. результат исследования погрешности измерения

Номер исследуемой точки

Время счета, С

Показания частотомера, кГц

Абсолютная неопределенность дискретизации Гц

Относительная неопределенность дискретизации, %

Абсолютная неопределенность измерения частоты, Гц

Относительная неопределенность измерения, %

Результат измерения частоты   f ± ∆f, Гц

4*10

1

1

10

0,4

1*100

1

3

10

1,8

Сема для измерения частоты гармонических колебаний источника цифровым частотомером.

Таблица 2 – результаты косвенного измерения периода колебаний частотомером

Номер исследуемой точки

Время счета.

Показание частотомера, кГц

Рассчитанное значение периода, мс

Абсолютная неопределенность измерения периода, %

Относительная неопределенность измерения периода, %

Результат измерения периода

4*10

1*100

2. Иисследование неопределенности измерения периода и частоты цифровым частотомером.

таблица 3. Ррезультаты исследования неопределенности измерения периода цифровым  периодомером.

Номер исследуемой точки

Положение переключателя «множитель периода»

Положение переключателя периода счетных импульсов, икс

Показание периодо-мера, мс

Абсолютная неопределенность дискретизации, мкс

.

Относительная неопределенность дискретизации, %

Абсолютная неопределенность измерения периода, мкс

Относительная неопределенность измерения периода, %

Результат измерения периода

4*10

1

10-7

2,84

4*10

10

10-5

2,85

1*100

1

10-7

0,573

1*100

10

10-5

0,574

Таблица 4. Результаты косвенного измерения частоты сигнал цифровым периодомером

Похожие материалы

Информация о работе