Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Лабораторная работа
По дисциплине: Метрология, стандартизация и сертификация._______ ____
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Выполнил: студент гр УИз-09-2 _______ /Домарев Е.С. /
Шифр 9306130081
Руководитель: ______ / Сытько И.И./
(подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2012 г.
Лабораторная работа №5 Измерение частотно-временных параметров электрических сигналов
Цель работы – приобретение практических навыков измерения частотно-временных параметров периодических электрических сигналов различными средствами измерений и выбора средства измерений для измерения частотно-временных параметров с заданной точностью.
Условия измерений
Таблица 1
Температура, 0С |
Давление, кПа |
Относительная влажность, % |
Напряжение сети, В |
Частота напряжения сети, Гц |
20 |
100 |
65 |
220 |
50 |
Состав оборудования: в работе используется электронный цифровой частотомер Ч3-54, электроннолучевой осциллограф типа С1-65А, и генератор сигналов низкочастотный синусоидальной формы типа Г3-112.
Содержание работы
Измерение частоты напряжения синусоидальной формы цифровым частотомером и определение точности показаний
4.1.1. Функциональная схема лабораторной установки
4.1.2. Расчетные формулы и расчеты
(1)
(2)
(3)
,
(4)
4.1.3. Строим график δf=F1(τсч) для fг=const, используя логарифмический масштаб по оси времени
1 10
102
103
104
τсч мс
δf
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Экспериментальные данные по п.4.1, , а также расчетные значения занесены в таблиц 1.
Вывод: относительная погрешность измерения частоты зависит от положения переключателя «Время счета» и уменьшается с увеличением этого значения.
4.2. Измерение периода напряжения синусоидальной формы цифровым частотомером и определение точности измерений
4.2.1. Функциональная схема лабораторной установки
4.2.2 Расчетные формулы и расчеты
(5)
(6)
(7)
(8)
Экспериментальные данные по п.4.2, а также расчетные значения занесены в таблицу 2.
Вывод: относительная погрешность измерения периода зависит от положения переключателей «Метки времени» и «Множитель периода».
4.3. Определение точности измерений частоты различными типами си
4.3.1. Функциональная схема лабораторной установки
4.3.2. Расчетные формулы и расчеты
(9)
(10)
(11)
Экспериментальные данные по п.4.3, а также расчетные значения занесены в таблицу 3. Вывод: для измерения частотно-временных параметров с заданной точностью рационально использовать электронно-счетные частотомеры, которые являются наиболее точными.
Таблица 1
Частота, устанавливаемая |
950 |
||||
на генераторе |
|||||
Г3-112 fг, кГц |
|||||
Время счета tсч |
мс |
с |
|||
1 |
10 |
0,1 |
1 |
10 |
|
Показание fпок, кГц |
959 |
958,5 |
958,41 |
958,241 |
958,7563 |
Nf |
959 |
9585 |
95841 |
958241 |
9587563 |
Максимально допустимая |
0,001 |
0,0001 |
0,00001 |
0,000001 |
0,0000001 |
относительная |
|||||
погрешность измерения |
|||||
частоты δf |
|||||
Максимально допустимая |
1 |
0,1 |
0,01 |
0,001 |
0,0001 |
абсолютная погрешность |
|||||
измерения частоты |
|||||
εf,, кГц |
|||||
|
958 |
958,4 |
958,40 |
958,24 |
958,756 |
Результат измерения |
|||||
частоты |
|||||
(fпок ± εf,), кГц |
960 |
958,6 |
958,42 |
958,24 |
958,76 |
|
|||||
|
|||||
Продолжение таблицы 1
Частота, устанавливаемая |
95 |
||||
на генераторе |
|||||
Г3-112 fг, кГц |
|||||
Время счета tсч |
мс |
с |
|||
1 |
10 |
0,1 |
1 |
10 |
|
Показание fпок, кГц |
96 |
95,7 |
95,67 |
95,667 |
95,6657 |
Nf |
96 |
957 |
9567 |
95667 |
956657 |
Максимально допустимая |
0,010 |
0,001 |
0,0001 |
0,00001 |
0,000001 |
относительная |
|||||
погрешность измерения |
|||||
частоты δf |
|||||
Максимально допустимая |
1 |
0,10 |
0,01 |
0,001 |
0,0001 |
абсолютная погрешность |
|||||
измерения частоты |
|||||
εf,, кГц |
|||||
|
95 |
95,6 |
95,66 |
95,666 |
95,6656 |
Результат измерения |
|||||
частоты |
|||||
(fпок ± εf,), кГц |
97 |
95,8 |
95,68 |
95,668 |
95,6658 |
|
|||||
|
|||||
Таблица 2
Частота, устанавливаемая на генераторе Г3-112 fг, кГц |
|
|||||||||||
100 |
||||||||||||
|
||||||||||||
Множитель |
1 |
1000 |
||||||||||
периода n |
||||||||||||
|
мкс |
мс |
мкс |
мс |
||||||||
Метки |
||||||||||||
времени Тм |
0,01 |
0,1 |
1 |
10 |
0,1 |
1 |
0,001 |
0,1 |
1 |
10 |
0,1 |
1 |
Показание |
9,99 |
10,0 |
10 |
10 |
|
|
9,98803 |
9,9882 |
9,998 |
9,99 |
10 |
10 |
Тпок, мкс |
||||||||||||
Nт |
999 |
100 |
10 |
1 |
|
|
9988030 |
99882 |
9998 |
999 |
100 |
10 |
Максимально |
0,003 |
0,01 |
0,1 |
1,000 |
|
|
0,000003 |
0,00001 |
0,0001 |
0,001 |
0,01 |
0,1 |
допустимая |
||||||||||||
относительная |
||||||||||||
погрешность |
||||||||||||
измерения |
||||||||||||
периода δт |
||||||||||||
Максимально |
0,03 |
0,1 |
1 |
10 |
|
|
0,00003 |
0,0001 |
0,001 |
0,01 |
0,1 |
1,0 |
допустимая |
||||||||||||
абсолютная |
||||||||||||
погрешность |
||||||||||||
измерения |
||||||||||||
периода εт , мкс |
||||||||||||
|
9,96 |
9,90 |
8 |
0 |
|
|
9,99 |
9,99 |
10,00 |
9,98 |
9,90 |
9,00 |
Результат |
||||||||||||
измерения |
||||||||||||
периода |
10,02 |
10,10 |
11 |
20,00 |
|
|
9,99 |
9,99 |
10,00 |
10,00 |
10,10 |
11,00 |
(Тпок ± εт), мкс |
||||||||||||
|
||||||||||||
Таблица 3
Частота, устанавливаемая на генераторе Г3-102 fг, кГц |
ЭЛО |
ЭСЧ |
Показатели точности измерений |
Измеряемая |
||||||||
частота |
||||||||||||
Кр, |
Lт, |
Тпок, |
Fпок, |
τсч, |
Fпок, |
ЭЛО |
ЭСЧ |
ЭЛО |
ЭСЧ |
|||
мкс |
дел |
мкс |
кГц |
c |
кГц |
δf, % |
εf, кГц |
δf |
εf, кГц |
Fпок- εf.. |
Fпок- εf.. |
|
|
|
|
|
|
|
Fпок+ εf.. |
Fпок+ εf.. |
|||||
4 |
50 |
5 |
250 |
4 |
10 |
4,0062 |
5 |
0,2 |
0,000025 |
0,0001 |
3,8 |
4,0061 |
4,2 |
4,0063 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23,75 |
25,0823 |
25 |
10 |
4 |
40 |
25 |
10 |
25,082 |
5 |
1,25 |
0,000004 |
0,0001 |
26,25 |
25,0825 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 |
40,0098 |
40 |
5 |
5 |
25 |
40 |
10 |
40,01 |
5 |
2 |
0,000003 |
0,0001 |
42 |
40,0100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
190 |
199,9564 |
200 |
5 |
1 |
5 |
200 |
10 |
199,96 |
5 |
10 |
0,000001 |
0,0001 |
210 |
199,9566 |