лабораторная работа 4 / отчет лаб_4_МиТР

Санкт-Петербургский государственный университет

им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

ОТЧЕТ

по лабораторной работе

«ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННО-СЧЕТНОГО (ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА»

Дисциплина: «Метрология и техническое регулирование»

Допущен «____» октября 201__ г.	Выполнил студент группы _______ _______________________________
Сдал «____» октября 201__ г. Оценка ______________	Проверила ст. преподаватель Шарикова Мария Игоревна

«ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННО-СЧЕТНОГО (ЦИФРОВОГО) ЧАСТОТОМЕРА»

1. Цель работы:

• изучить метрологические характеристики, принципы работы, структурную схему, источники погрешностей электронно-счетного частотомера, способы нормирования суммарной погрешности.

• Научится оценивать абсолютные и относительные погрешности результатов измерения частоты и периода, обусловленные погрешностями частотомера.

• Получить практические навыки работы с частотомером.

2. Используемые приборы:

Таблица 1 – Используемые приборы

Название прибора	Тип	Параметры
Электронно-счетный частотомер	Ч3-33
Генератор измерительных сигналов низкочастотный	Г3-109
Набор соединительных проводов

3. Ознакомление с метрологическими характеристиками исследуемого электронно-счетного частотомера

Таблица 2 – Основные метрологические характеристики частотомера Ч3-33

Характеристики	Нормируемые значения
Режимы измерения:	Частота/период
Диапазон измеряемых частот в режиме измерения частоты, Гц	10 Гц – 10 МГц
Пределы установки времени измерения ∆t0, с	0,01; 0,1; 1,0; 10
Пределы установки периода меток времени T0, мкс	0,1; 1; 10; 100; 1000
Основная относительная погрешность частоты внутреннего опорного генератора, δ0	±10-6
Основная относительная погрешность измерения частоты δf
Основная относительная погрешность измерения периода синусоидального сигнала, δT

4. Проверка работы цифрового частотомера в режиме самоконтроля

Таблица 3 – Результаты проверки работы частотомера в режиме самоконтроля

Частоты (период) меток времени, кГц (с)	Показания частотомера, кГц при ∆t0, c
	0,01	0,1	1,0
100 (10-5)	100,0	100,00	100,000
1000 (10-6)	1000,0	1000,00	1000,000
10000 (10-7)	9999,9	10000,00	10000,000

Выводы: т.к. погрешность квантования не превышает «±1 импульс» – то частотомер можно считать рабочим.

5. Исследование зависимости показаний и погрешности частотомера от времени измерения в режиме измерения частоты

Таблица 4 – Результаты исследования зависимости показаний и погрешности частотомера в режиме измерения частоты от времени измерения

Время измерения ∆t0, с	Расчет			Эксперимент
	∆0, Гц	∆кв, Гц	∆f∑, кГц		fx, кГц	∆fэксп, кГц
10	±0,14	±0,1	±0,00024		140,8510	0
1,0	±0,14	±1,0	±0,00114		140,851	0
10-1	±0,14	±10,0	±0,01014		140,85	-0,001
10-2	±0,14	±100,0	±0,10014		140,9	0,049

∆₀ – погрешность, обусловленную погрешностью установки частоты опорного (кварцевого) генератора;

f_x = 140 кГц – значение измеряемой часты (установленной по шкале генератора Г3-109);

∆_кв – погрешность квантования (дискретности);

∆_f∑ – суммарная абсолютная погрешность частотомера

∆_fэксп – абсолютная погрешность измерения частоты

f_действ =140,8510 кГц – действительное значение результата измерений при минимальной погрешности ∆_f∑.

6. Исследование зависимости показаний и погрешностей частотомера от частоты исследуемого сигнала в режиме измерения периода

Таблица 5 – Результаты исследования зависимости показаний и погрешности частотомера от частоты измеримого сигнала в режиме измерения периода

Установлено на шкале генератора			Режим измерения периода T0 = 0,1 мкс
			эксперимент					расчет
f, Гц	T, мс	Tx макс, мс		Tx мин, мс	Tx, мс	∆зап, мс	∆кв, мс		∆0·10-6, мс	∆T∑, мс	δT∑
105	0,01	0.0100		0.0099	0,00995	0,00005	±0,0001		±0.00995	0,01005
104	0,1	0.0995		0.0994	0,09945	0,00005	±0,0001		±0.0994	0.09955
103	1,0	0.9932		0.9931	0,99315	0,00005	±0,0001		±0.9931	0.99325
103	10	9.9338		9.9324	9,9331	0,0007	±0,0001		±9.9324	9.9332

T_x – результат измерения периода при наличии погрешности уровня запуска.

∆_зап – абсолютная погрешность уровня запуска.

∆_кв – абсолютная погрешность квантования (дискретности)

∆₀ – составляющая абсолютной погрешности, обусловленная погрешности внутреннего кварцевого генератора.

∆_T∑ – суммарная абсолютная погрешность частотомера.

δ_T∑ – суммарная относительная погрешность электронно-счетного частотомера в режиме измерения периода синусоидального сигнала δ₀ – относительная погрешность частоты опорного генератора.

δ_кв – относительная погрешность квантования (дискретности).

δ_зап – относительная погрешность уровня запуска.

Таблица 6

Установлено на шкале генератора	Режим измерения частоты, ∆t0 = 1 c
	Результат измерения и оценки погрешности
f, Гц	fx, Гц	∆f∑, Гц	δf∑
100	101

∆t₀ = 1 c – компромисс между скоростью и точностью производимых измерений