4.6. Требования к технике безопасности

1. Перед включением в сеть приборов проверить целостность сетевых шнуров.

2. Заземлить приборы.

4.7. Задание на выполнение лр

1. В режиме синусоидальной развертки осциллографа методом сравнения измерить частоту низкочастотного генератора Г3-102 при различных коэффициентах кратности. В качестве образцового генератора использовать цифровой генератор сигналов Rigol DG1022.

2. На различных частотах при одном значении коэффициента кратности методом сравнения измерить частоту генератора Г3-102 и сравнить полученные значения с показаниями шкалы генератора.

4.8. Порядок выполнения работы

1. Включить приборы в сеть и дать им прогреться в течение 15 мин.

2. Подготовить приборы к работе в соответствии с описаниями.

3. Сигнал с исследуемого генератора Г3-102 подать в I канал осциллографа SEFRAM 5164DC, а сигнал с образцового генератора Rigol DG1022 - во II канал.

4. Настроить осциллограф на режим синусоидальной развертки.

5. Установить на генераторе Г3-102 произвольное значение частоты.

6. На экране осциллографа появится фигура прямоугольника. Если стороны прямоугольника выходят за пределы экрана, то нужно, регулируя выходное напряжение генераторов, получить наглядное изображение прямоугольника.

7. Плавно вращая ручку установки частоты генератора Rigol DG1022 в сторону уменьшения или увеличения, получить неподвижную фигуру Лиссажу (эллипс). Осциллограмму сохранить.

8. Измерить кратность частот по формуле (4.1) и посчитать f_x по формуле (4.2).

9. Продолжая дальше уменьшать частоту Rigol DG1022, получить неподвижную фигуру Лиссажу для коэффициентов кратности 2, 3, 4, 5.

10. Результаты вместе с полученными осциллограммами занести в табл. 4.1.

11. Для всех кратностей частот рассчитать абсолютную погрешность

,

где f_ш – показания частоты Г3-102 по шкале прибора.

12. Посчитать относительную погрешность по формуле

.

13. Установить на генераторе Г3-102 частоты 2∙10, 5∙10, 10², 2∙10², 5∙10², 10³, 2∙10³, 5∙10³, 10⁴, 2∙10⁴, 5∙10⁴, 10⁵ Гц.

14. Плавно вращая ручку установки частоты генератора Rigol DG1022 в сторону уменьшения или увеличения для каждого значения частоты генератора Г3-102, получить неподвижную фигуру Лиссажу с любым коэффициентом кратности.

15. Измерить кратность частот по формуле (4.1) и посчитать f_x по формуле (4.2).

16. Результаты вместе с полученными осциллограммами занести в табл. 4.1.

17. Для всех кратностей частот рассчитать абсолютную и относительную погрешность.

18. Построить графики зависимости погрешностей от частоты и сделать вывод о точности настройки шкалы генератора Г3-102.

Таблица 4.1

nг/ nв	fx , кГц	fш, кГц	Δf, Гц		Фигура Лиссажу (осциллограмма)

4.9. Требования к содержанию и оформлению отчета

Отчет оформляется в соответствии и требованиями СТО ИрГТУ.005-2009 и СТО ИрГТУ 027-2009.

Отчет должен содержать:

1. Титульный лист.

2. Цель работы.

3. Результаты измерений, расчетов и полученные осциллограммы в форме табл.4.1.

4. Графики зависимости погрешностей генератора Г3-102 от частоты.

5. Выводы.

4.10. Контрольные вопросы и задания

1. Какие существуют методы измерения частоты?

2. В чем сущность метода перезарядки конденсатора?

3. Расскажите о резонансном методе измерения частоты и его особенностях на СВЧ.

4. Расскажите о методе сравнения и его разновидностях.

Лабораторная работа 5

Измерение частоты, периода и интервалов времени методом дискретного счета

Цель работы:

1. Изучение работы частотометра Ч3-35А.

2. Измерением частоты, периода и интервалов времени методом дискретного счета.

Приборы и оборудование: цифровой генератор сигналов Rigol DG1022, частотомер электронно-счетный Ч3-34А, четырехполюсник.

5.1. Основные понятия

Измерения интервалов времени необходимы при разработке и испытании всевозможных схем задержки и синхронизации, при исследовании цифровых систем, многоканальных систем с временным разделением каналов, устройств телеуправления и автоматической коммутации аппаратуры, используемой в вычислительной технике и т.д. Подобные измерения особенно важны в приборостроении, т.к. во многих случаях преобразование аналоговых величин в цифровой код осуществляются в результате промежуточных преобразований измеряемой физической величины в интервал времени.

К наиболее известным методам измерения интервалов времени относятся методы дискретного счета (преобразования интервала времени в цифровой код), временных разверток, нулевой и совпадения.

В частотоизмерительной технике основополагающей характеристикой периодического сигнала является период. Периодом Т периодического сигнала называют наименьший интервал времени, через который регулярно, последовательно повторяется произвольно выбранное мгновенное значение U(t) периодического сигнала.

Частота f периодического сигнала – физическая величина, значение которой обратно значению периода этого сигнала, т.е. f = 1/T.

Отношение числа n-пеpиодов периодического сигнала к интервалу времени t, за который сосчитано это число, дает среднее (за интервал t) значение частоты, называемое обычно частотой периодического сигнала.

Приборы для измерения частоты называют частотомерами.

Измерение частоты осуществляется путем сравнения с частотой частотно-задающего процесса, принятой за единицу. Этот вид измерений составляет одну из важных задач измерительной техники.

Методы измерения частоты многообразны. Доминирующее положение занимает метод дискретного счета, на основе которого строят цифровые электронно-счетные частотометры. Достоинства метода: очень широкий диапазон частот, высокая точность измерений, получение отсчета в цифровой форме, возможность обработки результатов на ЭВМ и др.

Применяют также метод измерения, основанный на сравнении измеряемой частоты с частотой другого источника с помощью осциллографа, гетеродинный и резонансный методы.

Цифровые электронно-счетные частотомеры, как правило, представляют собой многофункциональные приборы (помимо частоты они измеряют период периодического сигнала, длительность импульса, интервалы времени, заданные двумя короткими импульсами, отношение частот двух сигналов, разность частот и т. д.)