- •Предмет и задачи метрологии
- •Законодательная метрология
- •2.1 Государственное законодательство по обеспечению единства измерений
- •2.2 Государственная система метрологического обеспечения
- •Типовая структура метрологической службы промышленного предприятия
- •2.4 Международные метрологические организации
- •2.4.1 Международная организация мер и весов (момв)
- •2.4.2 Международная организация законодательной метрологии (мозм)
- •2.4.3 Другие международные организации
- •2.4.4 Межгосударственная координация по метрологии в снг
- •3 Информационная характеристика процесса измерения
- •4 Физические величины и их шкалы
- •4.1 Понятие шкалы реперов измеряемой величины
- •4.2 Определение наиболее распространенных шкал
- •4.4 Правила написания обозначение единиц
- •5 Погрешности измерений
- •5.1 Причины погрешностей
- •5.2 Обозначение погрешности
- •5.3 Классификация погрешностей
- •5.4 Оценка случайных погрешностей
- •5.5 Суммирование погрешностей
- •6. Общие правила выполнения измерения
- •6.1 Организация измерений
- •6.2. Учет систематических погрешностей и способы их уменьшения
- •6.3 Обработка результатов измерения
- •6.4 Форма представления и интерпретация результатов измерения
- •7 Метрологическая аттестация
- •7.1 Аттестация, поверка и испытания средств измерения
- •7.2 Сертификация средств измерений
- •8 Методы и средства для измерения электрических величин
- •8.1 Условные обозначения на шкалах приборов
- •8.2 Системы измерительных приборов
- •8.2.1 Магнитоэлектрические механизмы
- •8.2.2 Электродинамические механизмы
- •8.2.3 Электромагнитные механизмы
- •8.2.4 Электростатические механизмы
- •8.2.5 Выпрямительные приборы
- •8.2.6 Термоэлектрические приборы
- •8.3 Электронные приборы
- •8.3.1 Электронные вольтметры
- •8.3.2 Электронные омметры
- •8.3.3 Электронно-лучевые осциллографы
- •8.4 Мостовые и компенсационные измерительные схемы
- •8.4.1 Мостовые измерительные цепи
- •8.4.2 Компенсационные измерительные цепи
- •8.4.3 Автоматические мосты и компенсаторы
- •8.5 Цифровые приборы
- •8.5.1 Аналого-цифровые преобразователи
- •8.5.2 Цифровые вольтметры
- •8.5.3 Измерители частоты и интервалов времени
- •9 Измерение неэлектрических величин электрическими методами
- •9.1 Классификация измерительных преобразователей
- •9.2 Резистивные преобразователи
- •9.3 Электромагнитные преобразователи
- •9.4 Электростатические преобразователи
- •9.5 Тепловые преобразователи
8.5.3 Измерители частоты и интервалов времени
Цифровые измерители частоты очень широко используются в практике электрических измерений. Это обьясняется тем, что многие электрические и неэлектрические физические величины легко преобразуются в частоту электрических сигналов с помощью относительно простых измерительных преобразователей и могут быть измерены цифровыми методами по схеме частотомера.
Классическая схема измерения частоты цифровым методом показана на рис. 8.33. Здесь входной сигнал текущей частоты fx предварительно формируется усилителем-ограничителем УО до стандартного уровня, необходимого для работы цифровых схем. На величину частоты этот усилитель-ограничитель не влияет. Сформированный сигнал далее поступает на вход счетчика импульсов через электронный ключ ЭК. Ключ в исходном состоянии разомкнут; для осуществления замера частоты он замыкается (одноразово или периодически) на время, определяемое датчиком интервалов времени. Эго время То выбирается в зависимости от диапазона и точности измерения: оно должно быть значительно больше периода измеряемой частоты fx.
N Ix
УО ЭК
Fх fсч счетчик ЦИ t
импульсов guB
T0 t
датчик fсч Т0
интервалов
времени t
Рис. 8.33 - Цифровой частотомер: а) – схема; б) – временная диаграмма.
Число импульсов N, накопленных счетчиком за время То, пропорционально частоте входных импульсов
N=T0/tх, = T0fх,
и в определенном масштабе отображает значение частоты. Код N (обычно десятичный) индицируется цифровым индикатором ЦИ и поступает на внешнее устройство. Точность измерения определяется дискретностью счета и равна единице кода. В относительном выражении дискретность равна отношению tx/T0. За счет увеличения времени измерения Т0 дискретность измерения можно сделать сколь угодно малой. Время Т0 задается с высокой точностью от кварцевого генератора.
В том случае, если исходная частота fx меняется за период Т0 в заметных пределах, описанная схема не пригодна. Эта схема используется для измерения больших частот.
Частоты малые, а также интервалы времени измеряются по схеме рис. 8.34. В этом случае входной сигнал управляет замыканием электронного ключа, а счетчик подсчитывает импульсы стабильной высокой частоты fo, поступающие ог генератора тактовых импульсов ГТИ:
N=Tx/t0=f0/fx .
N fx
УО ЭК
Fx fcч СЧЕТЧИК ЦИ Тх t
ИМПУЛЬСОВ f0
f0 fсч t
ГТИ
t
а) б)
Рис. 8.34 - Цифровое измерение интервала времени :
а) схема; б) – временная диаграмма.
Получается прямая шкала для времен» и обратная шкала для частоты. Схема позволяет измерить частоту fx , всего за один период входного сигнала. При помошн ее удобно измерять отношение двух частот.
В одном цифровом частотомере могут использоваться обе схемы измерения.
Промышленные цифровые частотометы обычно имеют диапазон измерения частоты от 0,1 Гц до 1-10МГц, времени - от 10 мкс до 105 с, отношения частот от 1/1 до 105/1, а также могут подсчитывать число импульсов до I07. Время измерения в зависимости от предела измерения может составлять от 0,01 с до 100 с. Частотомеры последних выпусков могут работать в режиме усреднения результатов по нескольким измерениям, что резко снижает случайные ошибки измерения.