Измерение частоты периода и фазы (лаба 9) / М.Л9

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ИИСТ

отчет

по лабораторной работе №9

по дисциплине «Метрология и измерительная техника»

Тема: Измерение частоты периода и фазы

Студентка гр. 7501		Исаков А.О.
Преподаватель		Орлова Н.В.

Санкт-Петербург

2019

1. Цель работы:

Ознакомление с методами и средствами измерения частоты, временных интервалов, фазового сдвига и с методикой оценки погрешностей результатов измерений.

2. Спецификация применяемых средств измерений

Наименование средства измерений	Диапазоны измерений, постоянные СИ	Характеристики точности СИ, классы точности	Рабочий диапазон частот	Параметры входа (выхода)
	Коэф. откл. 5 мВ/дел ...	3 %
Осциллограф универсальный GOS-620	5 В/дел, всего 10 значений, Коэф. разв. 0,2 мкс/дел…	3 %	0...20 МГц	Rвх = 1 МОм Свх = 25 пФ
	0,5 с/дел, всего
	20 значений
Частотомер GFC-8010H	0,1Гц-100МГц			20мВ-150В
Генератор переменного тока SFG-2120	-	-	1Гц-20МГц	0-7В

3. Задание

   1. Ознакомиться с инструкцией по применению цифрового частотомера для измерения частоты и периода.

   2. Измерить частоту и период периодического сигнала по заданию преподавателя с помощью универсального частотомера и оценить погрешность измерения.

   3. Измерить частоту и период тех же сигналов осциллографом. Оценить погрешности результатов измерения.

   4. Сравнить результаты измерений предыдущих пунктов.

   5. Измерить фазовый сдвиг между напряжениями на входе и выходе устройства двумя способами с помощью электронно-лучевого осциллографа. Оценить погрешности результатов измерения. Сравнить точность измерений этими способами.

4. Структурная схема лабораторной установки

4.1. Измерение частоты и периода сигналов универсальным частотомером.

Разрядность показаний (число цифр в показаниях частотомера) определяется временем измерения (счѐта), выбираемым из ряда: 0,1; 1; 10 с.

4.2. Измерение частоты и периода сигналов осциллографом

б

По размеру L_T изображения периодаT_x определить его значение (в секундах):

T_x =k_PL_T .

(9.1)

Относительная погрешность (в процентах) измерения периода:

_Т = _kр + _нр + _вд, (9.2)

Частомер

F=420 Гц

№ изм	Время счета, с	Показания прибора, fx, Гц	Абсолютная погрешность, Δ, Гц (или с)	Отн. погрешность, , %	Результат измерения, fx ± Δ, Гц (или Tx ± Δ, с)
1	0,1	419,998
2	1	419,9981
3	10	419,99817
		Показания прибора, Т, мкс
1	0,1	2380,96
2	1	2380,962
3	10	2380,9625

F=1420 Гц

№ измере ния	Время счета, с	Показания прибора, fx, Гц	Абсолютная погрешность, Δ, Гц (или с)	Отн. погрешность, , %	Результат измерения, fx ± Δ, Гц (или Tx ± Δ, с)
1	0,1	1419,99
2	1	1419,993
3	10	1419,9930
		Показания прибора, Т, мкс
1	0,1	704,228
2	1	704,2283
3	10	704,22833

Используемые формулы:

Пример расчёта:

Осциллограф

При f=420Гц При f=1420Гц

Измерение фазового сдвига:

1 способ:

При f=420Гц

При f=1420Гц

2 способ:

5. Выводы

При выполнении измерении частоты или периода сигнала частомером при увеличении времени отсчёта уменьшается погрешность измерений. Измеренные значения очень точны, их относительная погрешность не превосходит 0,002%.

Значения частоты и периода, измеренные при помощи осциллографа менее точны, причина в погрешностях показаний осциллографа, а так же в визуальных погрешностях.

При помощи осциллографа двумя способами можно измерить фазовый сдвиг сигнала: при помощи определения периода сигнала и временного запаздывания по осциллограмме, а так же при помощи фигуры Лиссажу.