Следует
подчеркнуть, что измерение времени и частоты в настоящий момент производится с
наивысшей точностью среди любых других физических величин. И это не просто дань
моде, а научная потребность человечества. Если инженер связи контролирует
частоту излучения передатчика порядка единиц МГц, то допустимый уход частоты не
должен превышать ±10Гц даже для передачи человеческого голоса, чтобы
существенно не исказить его. То есть рабочий частотомер должен иметь
погрешность , точность для
измерения Р и U несопостовимая!
Для инженера связи наиболее информативной физической величиной является частота (Гц=1/с), поэтому начнем рассмотрение методов измерения частоты.
В метрологии частотный диапазон разбивают на
а) низкие частоты (20 Гц – 20 кГц) – это область зуковых частот;
б) высокие частоты (20 кГц – 30 МГц) – это частоты для радиосвязи и
радиовещания;
в) ультравысокие частоты (30 МГц – 3 ГГц);
г) сверхвысокие частоты (>3 ГГц).
Измерения низких частот для инженера связи не слишком часто встречаются, кроме того, наиболее распространеные сейчас цифровые частотомеры легко обеспечивают измерения на этих частотах. Поэтому остановимся на рассмотрениях измерения высоких и сверхвысоких частот, которые возможны методами:
а) резонансными;
б) компенсационными (нулевых делений);
в) цифровыми.
а) Резонансные частотомеры – самые первые приборы, созданные человеком для измерения частот. Они основаны на явлении резонанса в колебательном контуре: при совпадении частот внешнего генератора с собственной, резонансной частотой колебательного контура наблюдается резкое увеличение тока (в последовательном контуре), либо его уменьшение (в параллельной колебательной цепи). В любом случае внешним вольтметром можно отметить это явление. Для чего надо связать внешней взаимоиндуктивной связью генератор с неизвестной частотой и измерительный контур (рисунок 4.1).
|
Ск
отыскивают положение резонанса. При большой связи (более критической)
резонансная характеристика контура становится более широкой и даже двугорбой.
При слабой связи резонанасная характеристика наиболее узкая и обеспечивает
погрешность измерения частоты ,
где
- добротность
контура, величина достаточно постоянная, равная порядка 100. Значение f0 отсчитывается по шкале Ск, с
учетом известной Lк. Так
как в момент резонанса напряжение на ИМ мало меняется , то для более точного
определения f0 прибегают к
методу «вилки», когда берут осчеты f1 и f2 (справа и
слева от f0) при заданном
уменьшении показания ИМ , например 0.7 от Um, и
находят точное значение
.
При этом резонансные волномеры (частотмеры) обеспечивают
, что является
для частоты очень грубым результатом.
![]() |
![]() |
Рисунок 4.2 Рисунок 4.3
короткозамыкающего
поршня (рисунок 4.2). Длина ,
при этом
.
Резонансные волномеры (частотомеры) –
это приборы низкой точности – =10-3
– 10-4.
б) Более высокими метрологическими характеристиками (прежде всего δf) обладают компенсационные методы, основанные на сравнении опорной частоты с неизвестной. При этом если fх – f0 = 0, то такие приборы носят название «нулевых биений»(рисунок 4.3).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.