Отчет по лабораторной работе №6.
Измерение частотно-временных параметров электрических сигналов.
1. Цель работы
Приобретение практических навыков измерения частотно-временных параметров периодических электрических сигналов различными средствами измерений (СИ) и выбора СИ для измерения частотно-временных параметров с заданной точностью.
2. Состав оборудования
В работе используется электронный цифровой частотомер (ЭСЧ) типа Ч3-54, электронно-лучевой осциллограф (ЭО) и генератор сигналов синусоидальной формы. Подготовка приборов к работе осуществляется в соответствии с инструкциями по эксплуатации, имеющимися на рабочем месте.
3. Условия измерений
Температура, оС |
Давление, кПа |
Влажность, % |
Напряжение сети, В |
Частота сети, Гц |
20 |
104 |
65 |
220 |
50 |
4. Содержание работы
4.1. Измерение частоты напряжения синусоидальной формы цифровым частотомером и определение точности показаний.
4.1.1. Расчетные формулы и расчеты.
П
ринцип
дискретного (последовательного) счета
заключается в подсчете количества
импульсов, заполняющих некий интервал
времени. Так, при использовании частотомера
в режиме измерения частоты подсчет
количества Nf счетных импульсов
(сформированных из исследуемого сигнала)
осуществляется за калиброванный отрезок
времени счета. При этом показание
прибора:
Число, высвечиваемое на цифровом табло, определяется по формуле:
(Nf1=960•103•1•10-3 =960)
Максимально допустимое относительное отклонение показания цифрового частотомера от измеряемой частоты f определяется по формуле:
где δ0 - относительная нестабильность частоты встроенной меры (кварцованного генератора высокой частоты).
Максимально допустимое абсолютное отклонение показания цифрового частотомера от измеряемой частоты определяется по формуле:
При использовании цифрового частотомера в режиме измерения периода подсчет количества NT счетных импульсов, следующих с периодом Тм (период следования меток времени) и сформированных в дополнительном канале, осуществляется за отрезок времени, соответствующий измеряемому периоду. При этом показание прибора:
где fобр - номинальное значение встроенной меры частоты.
В режиме измерения периода предусмотрена возможность повышения точности измерений при использовании умножения частоты foбp в n раз (деление периода следования меток Tм).
Максимально допустимое относительное отклонение показания цифрового частотомера от измеряемой частоты:
δf
=
±
(δf1=
±
=
±10-3)
Максимально допустимое абсолютное отклонение показания цифрового частотомера от измеряемой частоты определяется по формуле:
εf = ± δf • Fпок
(εf 1= ± 10-3 • 960=0,960 ≈1кГц)
Измеряемые частотно-временные параметры определяются по формулам:
В данной работе измеряются частотно-временные параметры периодических сигналов при помощи различных СИ (цифрового частотомера и электронного осциллографа).
4.1.2. График δf =F(τсч) для fr = const
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.
fг |
950 |
кГц |
|
|
|
|
τсч |
0,001 |
0,01 |
0,1 |
1 |
10 |
с |
fпок |
960 |
959,5 |
959,48 |
959,478 |
959,4775 |
кГц |
Nf |
960 |
9595 |
95948 |
959478 |
9594775 |
|
±δf |
10-3 |
10-4 |
10-5 |
10-6 |
10-7 |
|
±εf |
1 |
0,1 |
0,01 |
0,001 |
0,0001 |
|
fпок - εf≤f≤ fпок + εf |
959≤f≤961 |
959,4≤f≤959,6 |
959,47≤f≤959,49 |
959,477≤f≤959,479 |
959,4774≤f≤959,4776 |
|
Вывод: При увеличении времени счета – точность показаний увеличивается, так как увеличивается временной интервал.
4.2. Измерение периода напряжения синусоидальной формы цифровым частотомером и определение точности измерений.