Контрольные вопросы.

1. Привести структурные схемы вольтметров переменного напряжения, описать принцип работы и указать их достоинства и недостатки.

2. Указать виды погрешности вольтметров, способы их определения и нормирования.

3. Описать влияние формы напряжения и тока на точность измерения вольтметров.

4. Дать определение класса точности приборов.

5. Привести структурную схему цифровых измерителей напряжения

Рекомендуемая литература

Основная

1. Голуб О.В. Стандартизация, метрология и сертификация: учебное пособие / Голуб О.В., Сурков И.В., Позняковский В.М.— С.: Вузовское образование, 2014. 334— c.

2. Бисерова В.А. Метрология, стандартизация и сертификация: учебное пособие / Бисерова В.А., Демидова Н.В., Якорева А.С.— С.: Научная книга, 2012. 159— c.

3. Димов Ю. Метрология, стандартизация и сертификация.- Питер.-2014

Дополнительная

5. Дворяшин Б.В., Кузнецов Л.И. Радиотехнические измерения. Учебное пособие для вузов. М.: Советское радио, 1978. – 360 с.

6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации вольтметра В3-56.

7. Техническое описание и инструкция по эксплуатации В7-16А.

8. Техническое описание и инструкция по эксплуатации В7-23.

Лабораторная работа №4 изучение частотомера

Цель работы: ознакомление с принципом действия, устройством, техническими характеристиками, возможностями и ограничениями частотомера, а также приобретение практических навыков работы с частотомером.

Задача: определить влияние изменения времени измерения на погрешность измерения частоты частотомером.

Приборы: частотомер Ч3-34(35), генератор Г3-112, вольтметр В3-56

Порядок выполнения работы:

1. Изучить техническое описание и инструкцию по эксплуатации осциллографа. Обратить особое внимание на: назначение, технические данные, устройство и принцип действия, подготовку к работе и назначение органов управления, порядок работы.

2. Получить допуск у преподавателя, ответив на вопросы касающиеся цели, задач и хода работы, предполагаемых выходных результатов и способов их обработки, а также технических характеристик и приемов работы с измерительными приборами.

3. Выполнить работу, согласно хода работы.

Краткие теоретические сведения

Принципы измерения частоты основаны на базовых методах измерений: сравнения, непосредственной оценки.

Метод сравнения реализуется путем сравнения неизвестной величины с известной. Тогда для измерения частоты блок-схема измерительной установки включает в себя индикатор равенства частот, на один вход которого подан сигнал от перестраиваемого источника сигнала образцовой частоты, а на другой с неизвестной. При подстройке добиваются минимальной разности частот и считывают показания с источника. Достоинством такого метода является высокая точность, ограниченная лишь точностью установки частоты и работой индикатора разности частот. Недостатком – необходимость в применении высокоточных перестраиваемых источников сигнала.

Применение метода непосредственной оценки определяется особенностями электронно-счетного способа измерения частоты. Его основой является измерение частоты путем подсчета числа импульсов (изменений сигнала относительно некоторого уровня) за единицу времени. Структурная схема и временные диаграммы, поясняющие её работу, представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 Структурная схема и временные диаграммы измерителя частоты

Принцип, положенный в основу электронно-счетного метода измерения периода заключается в подсчете числа импульсов от высокочастотного и высокостабильного генератора за интервал времени, определяемый измеряемым периодом. Структурная схема и временные диаграммы, поясняющие её работу, представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 Структурная схема и временные диаграммы измерителя периода

Принцип, положенный в основу электронно-счетного метода измерения временного интервала заключается в подсчете числа импульсов от высокочастотного и высокостабильного генератора за измеряемый интервал времени. Структурная схема и временные диаграммы, поясняющие её работу, представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 Структурная схема и временные диаграммы измерителя временного интервала

Ход работы

1. Получить зависимость точности измерения частоты частотомером в диапазоне частот (f = 10Гц – 20МГц) с интервалом в 0,5 декады от изменения времени измерения для всех времен измерения частотомера.

1. Подать на вход частотомера сигнал заданной частоты с напряжением, обеспечивающим уверенное срабатывание частотомера, например, f_ген=10Гц, U=1 Вольт.

1.2 Установить на частотомере максимально возможное образцовое время счета (10 секунд) и зафиксировать результат измерения в таблице, например таблица 1

Таблица 1

F,Гц Время, сек	10∙100	30∙100	100∙100	10∙101	…	30∙105	100∙105	20∙105
10
1
0,1
0,01
0,001

1.3 Провести измерения для прочих времен измерения и зафиксировать результаты в таблице. В случае невозможности счета при каком-либо времени в таблице ставить прочерк

1.4 Рассчитать абсолютную и относительную погрешности результатов измерения полученных при разных временах измерения. За образцовый результат принимается результат измерения частоты, полученный при 10 секундах. Тогда выражение для расчета абсолютной и относительной погрешности по каждому времени измерения

, .

Таблица 2

F,Гц Погрешность	10∙100	30∙100	100∙100	10∙101	…	30∙105	100∙105	20∙105
∆1 сек
γ1 сек
∆0,1 сек
γ 0,1 сек
∆0,01 сек
γ 0,01 сек
∆0,001 сек
γ0,001 сек

1.5 По результатам измерений и вычислений построить графики зависимости относительной погрешности от частоты для каждого времени измерения.

1.6 Сделать выводы относительно обеспечения соотношения максимальной точности и времени, затрачиваемого на измерение.