Порядок выполнения опыта

Включить частотомер и дать ему прогреться в течение 5 – 10 мин. Вход частотомера подключить или к выходу ГЗЧ, или к выходам делителя частоты в зависимости от заданной преподавателем величины измеряемой частоты.

Переключатель РОД РАБОТЫ частотомера установить в положение F. Произвести измерение заданной частоты. Для этого при ручном управлении для измерения необходимо нажать кнопку СБРОС. При автоматическом режиме работы измерение осуществляется без вмешательства оператора. Необходимо подобрать лишь удобное для отсчета время индикации ручкой с соответствующей надписью.

Измерение заданной частоты произвести при различных длитель­ностях цикла измерения Т_и. Длительность Т_и установить переключателем ВРЕМЯ ИЗМЕРЕНИЯ. Данные измерения занести в таблицу по форме.

Таблица 1

Время измерения, с	10-2	10-1	1	10	100
Показания частотомера, Гц
Число импульсов счётчика N
Относительная погрешность δ0

По цифровому отсчетному устройству определить объем счетчика N_max и вычислить приведенную погрешность . По данным измерений вычислить величину относительной погрешности измерения частоты δ₀. Построить график зависимости δ₀=f(T_И), для T_И использовать логарифмический масштаб. Определить приведенную погрешность γ и нанести на график в виде горизонтальной прямой.

Эскиз графика начертить в лаборатории и показать преподавателю.

Опыт 2. Исследование зависимости относительной погрешности квантования от частот при постоянном времени измерения частоты

Порядок выполнения эксперимента такой же, как в предыдущем опыте. Установив время измерения, производят измерения частот в некотором диапазоне. Время измерения и диапазон задает преподаватель. Результаты измерения вносят в табл. 2. По данным таблицы вычисляют относительную погрешность измерения δ₀=1/N. Рассчитанные величины δ₀ используют для построения графика δ₀ = f(f_x), где f_x – измеряемая частота.

Таблица 2

Время измерения Тизм = с
Измеряемая частота fx, Гц
Результат измерения, Гц
Число импульсов N
Относительная погрешность δ0=1/N

Опыт 3. Исследование относительной погрешности при измерении периода

Краткое пояснение к выполнения опыта.

Измерение периода электрических колебаний T_x осуществляется путем квантования этого отрезка времени точно известными временными интервалами T₀=1/f₀ путем под­счёта количества импульсов с периодом следования T₀, которые уложатся в один измеряемый период T_x или в n измеряемых периодов. Упрощенная блок-схема частотомера для этого режима изображена на рисунке 3. В этом режиме функционируют те же узлы, что и в предыдущем. Поменялись местами лишь цепи формирования временного интервала и счета импульсов.

Заполнение счетчика производится импульсами стабильной частоты f₀, а не измеряемой частоты f_x.

Время измерения, т.е. длительность строб–импульса, в течение которого открыт ключ К и происходит подсчет импульсов счетчиком СЧ, задается одним или n измеряемыми периодами T_x.

Количество измеряемых периодов n задаётся оператором путем изменения коэффициента деления делителя частоты ДЧ.

Число импульсов, поступивших в счетчик, определяются как:

N=f₀nT_x.

Относительная погрешность квантования δ₀ определяется уравнением:

δ₀=1/N=1/f₀nT_x.

Так как частота заполнения f₀ может оставаться постоянной, время измерения Т_и•= nT_x при измерении T_x можно поддерживать постоянным, изменяя коэффициент деления n. Относительная погрешность квантования также будет оставаться постоянной.

Изложенное было бы справедливо при условии плавного изменения коэффициента деления n. В действительности коэффициент деления n изменяется ступенями в десятикратном соотношении. Поэтому зависимость погрешности квантования δ₀ от измеряемого периода имеет пилообразный вид. При изменении n изменяется также и время Т_и.

В данном опыте исследуется зависимость относительной погрешности δ₀ = f(f_x) и времени измерения Т_и = f(f_x).

Порядок выполнения опыта Выполнить измерение длительности периодов напряжений при значениях n и к, указанных в таблице 3, частоту f₀ задает преподаватель.

Таблица 3

fx0 =  Гц
к	fx=к fx0		Число периодов, n	Время измерения, Ти=nTx	Результат измерения, Tx	Число импуль-сов, N	Относи-тельная погрешность, δ0=1/N
10			10
5			10
2			10
1			10
1			1
0,5			1
0,2			1
0,1			1

Для измерения T_x переключатель РОД РАБОТЫ частотомера поставить в положение Т. Вычислить время измерения Т_и=nT_x. Результаты расчетов Т_и, данные измерений T_x, число импульсов N занести в таблицу 3. Вычислить погрешность δ₀=1/N. Начертить эскиз графиков Т_и = f(f_x/f_x0) и δ₀= f(f_x/f₀) в одной координатной системе. Относительная частота f(f_x/ f_x0) = К откладывается по горизонтальной оси в логарифмическом масштабе. Эскиз графика показать преподавателя. Полученный график сравнить с графиком, полученным в опыте 1.