 |
5. Исследование электронно-счетного (цифрового) частотомера
|
|
|
|
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННО-СЧЕТНОГО (ЦИФРОВОГО) ЧАСТОТОМЕРА
Цель работы
Изучить метрологические характеристики, принципы работы, структурную схему, источники погрешностей электронно-счетного частотомера, способы нормирования суммарной погрешности.
Научиться оценивать абсолютные и относительные погрешности результатов измерения частоты и периода, обусловленные погрешностями частотомера.
Получить практические навыки работы с частотомером.
Используемые приборы
Основной: электронно-счетный частотомер (ЭСЧ) Ч3-33.
Вспомогательный: генератор измерительных сигналов низкочастотный Г3-109.
Лабораторное задание
1. Ознакомиться с метрологическими характеристиками исследуемого электронно-счетного частотомера.
2. Рассчитать в процессе подготовки к работе пределы ожидаемой абсолютной погрешности измерения заданного значения частоты.
3. Проверить работу частотомера в режиме самоконтроля.
4. Исследовать зависимость показаний и погрешности частотомера от времени измерения в режиме измерения частоты.
5. Исследовать зависимость показаний и погрешности частотомера от частоты исследуемого сигнала в режиме измерения периода.
6. Исследовать возможность уменьшения погрешности частотомера при использовании режима умножения периода.
Подготовка к работе (домашнее задание)
Изучить по литературе [1, 2, 5, 6] и конспекту лекций теоретический материал, относящийся к данной работе.
Изучить описание данной работы и заготовить в рабочей тетради формы всех таблиц в соответствии с указаниями к содержанию отчета.
Оценить расчетным путем в соответствии с требованиями п. 3. 1 пределы ожидаемой абсолютной суммарной погрешности цифрового частотомера при измерении одного из значений частоты в диапазоне частот (100 - 200) кГц. Значение частоты принять равным fx = 1ХХкГц, где ХХ последние две цифры номера студенческого билета (зачетной книжки). Результаты расчета пределов суммарной погрешности и ее составляющих записать в табл. 5. 3.
|
|
|
Для самопроверки готовности к выполнению работы сформулировать ответы на следующие вопросы, которые могут быть заданы при допуске к работе и при ее защите:
1. Нарисовать структурные схемы ЭСЧ в режиме измерения частоты и в режиме измерения периода, временные диаграммы сигналов на входе частотомера, первом и втором входах временного селектора и на его выходе.
2. Нарисовать структурную схему ЭСЧ в режиме самоконтроля. Что можно проверить в таком режиме?
3. Написать формулы, по которым оценивают пределы абсолютных и относительных погрешностей измерения частоты и периода с использованием ЭСЧ. Назвать составляющие суммарной погрешности и объяснить их происхождение.
4. Из каких соображений следует выбирать режим работы цифрового частотомера - измерения частоты или измерения периода?
5. Каким образом в частотомере формируется импульс, определяющий время измерения в режиме измерения частоты?
6. Поясните различие между понятиями «время измерения» и «время индикации».
7. Из каких соображений следует выбирать время измерения в режиме измерения частоты?
8. Каким образом в частотомере формируются метки времени?
9. Из каких соображений следует выбирать период (частоту) меток времени в режиме измерения периода?
10. Зачем в частотомере обеспечена возможность выбора периода меток времени? Почему нельзя оставить только одно значение периода меток - самое малое?
11. Как оценить быстродействие частотомера в различных режимах его работы?
12. Каким образом с помощью частотомера можно измерить отношение частот двух сигналов?
|
|
|
Порядок выполнения работы и методические указания
1. Ознакомление с метрологическими характеристиками
исследуемого электронно-счетного частотомера
1. 1. Включить питание исследуемого частотомера и вспомогательного генератора измерительных сигналов для их прогрева.
1. 2. Прочитать краткое техническое описание и инструкцию по работе с исследуемым частотомером Ч3-33 [3]. Ознакомиться с органами управления частотомера и вспомогательного генератора.
1. 3. Заполнить табл. 5. 1.
Таблица 5. 1
Основные метрологические характеристики частотомера Ч3 -33
| Характеристики | Нормируемые значения |
| Режимы измерения: | |
| Диапазон измеряемых частот в режиме измерения частоты, Гц | |
| Пределы установки времени измерения Dt0, с | |
| Пределы установки периода меток времени Т0, мкс | |
| Основная относительная погрешность частоты внутреннего опорного генератора, d0 | |
| Основная относительная погрешность измерения частоты df | |
| Основная относительная погрешность измерения периода синусоидального сигнала, dТ |
2. Проверка работы цифрового частотомера
в режиме самоконтроля
Включить режим самоконтроля; переключатель Время измерения установить на указанные в табл. 5. 2 значения времени измерения Dt0 на каждой проверяемой частоте и записать показания цифрового индикатора в соответствующие строки табл. 5. 2.
Проанализировать полученные данные, сделать вывод по результатам проверки.
Таблица 5. 2
Результаты проверки работы частотомера в режиме самоконтроля
| Частота (период) меток времени, кГц (с) | Показания частотомера, кГц при Dt0, с | ||
| 0, 01 | 0, 1 | 1, 0 | |
| 100 (10–5) | |||
| 1000 (10–6) | |||
| 10000 (10–7) | |||
Указание. При записи показаний следует фиксировать все значащие цифры результата измерения, включая нули.
|
|
|
