Метрология 5
.docxМинистерство Цифрового Развития, Связи и Массовых Коммуникаций Российской Федерации Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования Ордена Трудового Красного знамени «Московский технический университет связи и информатики»
Кафедра метрологии, стандартизации и измерений в инфокоммуникациях
Лабораторная работа №5
«ИЗМЕРЕНИЕ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ И ФАЗОВЫХ СДВИГОВ»
Москва 2021
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Получить навыки работы с приборами для измерения интервалов времени и фазовых сдвигов.
Овладеть методикой измерений интервалов времени и фазовых сдвигов цифровыми измерителями и электронно-лучевым осциллографом.
Научиться оценивать погрешности результатов измерений
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
цифровой измеритель интервалов времени Ч3-63
цифровой фазометр Ф2-34
двухлучевой осциллограф С1-96
измерительный генератор прямоугольных импульсов Г5-54
измерительный генератор сигналов низкочастотный Г3-109
коммутационный блок
ВЫПОЛНЕНИЕ
Рассчитаем фазо-частотную характеристику по формуле:
Рисунок 1. График фазо-частотной характеристики заданного четырехполюсника
Рисунок 2. Полученная осциллограмма
Интервал
времени между опорным и интервальным
импульсами
Таблица 1
№ пп. |
Результаты измерения
при различных установленных значениях
длительности импульса
|
||||||
1 мс |
0.3 мс |
0.02мс |
|||||
|
Показание прибора, мс |
Наибольшая абс. погрешность дискретности, мс |
Показание прибора, мс |
Наибольшая абс. погрешность дискретности, мс |
Показание прибора, мс |
Наибольшая абс. погрешность дискретности, мс |
|
1 |
1,05 |
0,07 |
0,32 |
0,03 |
0,02 |
0,01 |
|
2 |
1,06 |
0,32 |
0,02 |
||||
3 |
1,06 |
0,32 |
0,02 |
||||
4 |
1,06 |
0,32 |
0,02 |
||||
5 |
1,06 |
0,32 |
0,02 |
||||
6 |
1,05 |
0,32 |
0,02 |
||||
7 |
1,06 |
0,32 |
0,02 |
||||
8 |
1,05 |
0,32 |
0,02 |
||||
9 |
1,06 |
0,32 |
0,02 |
||||
10 |
1,07 |
0,33 |
0,01 |
||||
|
δДИСКР= 7% |
δДИСКР=10% |
δДИСКР=50% |
||||
Таблица 2
№ пп. |
Результаты измерения при выбранном значении периода следования счётных импульсов Тсч |
||
Показания прибора
при
|
Наибольшая абсолютная погрешность дискретности |
Наибольшая относительная погрешность дискретности, % |
|
1 |
0,82 |
0.03 |
3.75 |
2 |
0,82 |
||
3 |
0,82 |
||
4 |
0,83 |
||
5 |
0,82 |
||
6 |
0,82 |
||
7 |
0,83 |
||
8 |
0,82 |
||
9 |
0,82 |
||
10 |
0,83 |
||
Таблица 3
№ пп. |
Результаты измерения
длительности импульса
|
|||||
1 мкс |
10 мкс |
100 мкс |
||||
|
Показание прибора, мс |
Наибольшая абс. погрешность дискретности, мс |
Показание прибора, мс |
Наибольшая абс. погрешность дискретности, мс |
Показание прибора, мс |
Наибольшая абс. погрешность дискретности, мс |
1 |
0,876 |
0,026 |
0,88 |
0,03 |
0,9 |
0,05 |
2 |
0,876 |
0,88 |
0,9 |
|||
3 |
0,875 |
0,87 |
0,9 |
|||
4 |
0,876 |
0,88 |
0,9 |
|||
5 |
0,876 |
0,88 |
0,8 |
|||
6 |
0,876 |
0,88 |
0,8 |
|||
7 |
0,875 |
0,88 |
0,9 |
|||
8 |
0,876 |
0,87 |
0,8 |
|||
9 |
0,875 |
0,88 |
0,8 |
|||
10 |
0,875 |
0,88 |
0,9 |
|||
11 |
0,876 |
0,88 |
0,9 |
|||
12 |
0,876 |
0,87 |
0,8 |
|||
13 |
0,876 |
0,87 |
0,9 |
|||
14 |
0,876 |
0,87 |
0,9 |
|||
15 |
0,876 |
0,88 |
0,9 |
|||
16 |
0,876 |
0,87 |
0,9 |
|||
17 |
0,876 |
0,88 |
0,9 |
|||
18 |
0,876 |
0,87 |
0,8 |
|||
19 |
0,875 |
0,87 |
0,9 |
|||
20 |
0,876 |
0,88 |
0,8 |
|||
|
δДИСКР=3% |
δДИСКР=3,53% |
δДИСКР=5,88% |
|||
Расчетным путем найдем фазовый сдвиг между сигналами, используя формулу:
и занесем данные в таблицу:
Таблица 4
Частота F, кГц |
1 |
3 |
5 |
7 |
10 |
15 |
20 |
50 |
Период Т, мс |
1 |
0,33 |
0,2 |
0,14 |
0,1 |
0,067 |
0,05 |
0,02 |
Временной сдвиг Δt, мс |
0,125 |
0 |
0,01 |
0,015 |
0,0125 |
0,01 |
0,008 |
0,004 |
Измеренный фазовый сдвиг φизм , град |
45 |
0 |
18 |
37,8 |
45 |
54 |
57,6 |
72 |
Таблица 5
Частота F, кГц |
1 |
3 |
5 |
7 |
10 |
15 |
20 |
50 |
Расчетный фазовый сдвиг φрасч , град |
43,721 |
2.263 |
-17.296 |
-30.176 |
-43.262 |
-56.311 |
-63.901 |
-79.145 |
Измеренный фазовый сдвиг φизм , град |
43,83 |
2,47 |
-17,014 |
-29,076 |
-40,27 |
-55,63 |
-63,3 |
-78,62 |
Рассчитаем относительную погрешность измерения фазового сдвига четырехполюсника для фазометра и осциллографа по формуле:
Таблица 6
Частота F, кГц |
1 |
3 |
5 |
7 |
10 |
15 |
20 |
50 |
δY C1-96, % |
-2.926 |
100 |
204,069 |
225,264 |
204,018 |
195,896 |
190,139 |
190,973 |
δY Ф2-34, % |
-0.25 |
-9.144 |
1.631 |
3.646 |
6.916 |
1.209 |
0.941 |
0.663 |
Рисунок 3. Зависимость относительной погрешности от частоты для двух методов