Домашнее задание

1. Изучите по литературе принципы работы электронно-счетного частотомера в режимах измерения частоты, периода и отношения частот, а также способы оценки погрешностей измерений ([1], с. 155–175).

2. Изучите инструкцию по эксплуатации частотомера Ч3–34, приведенную в настоящем сборнике (см. приложение).

3. Изобразите в отчете упрощенные структурные схемы частотомера в различных режимах измерений, используемых в работе.

4. Ответьте на контрольные вопросы.

Лабораторное задание

1. Включите частотомер Ч3–34 и генератор Г6–34. Прогрейте приборы в течение 20 мин. За это время ознакомьтесь с описанием приборов и инструкцией по их эксплуатации. Внесите в отчет нормальные и рабочие условия эксплуатации частотомера и его паспортные данные. Запишите показания термометра.

2. Проверьте работоспособность частотомера в режиме «КОНТРОЛЬ»:

а) установите автоматический режим измерений. Произведите отсчет показаний частотомера в соответствии с табл. 3.2 и занесите их в таблицу отчета. (Время индикации показаний следует выбрать удобным для наблюдения и считывания). Сделайте вывод о работоспособности частотомера.

б) убедитесь в работоспособности частотомера в режиме ручного запуска нажатием кнопки «ПУСК». Установите после этого снова автоматический режим измерения.

3. Построение градуировочной характеристики основного генератора Г6–34.

Установите следующий режим работы генератора: сигнал – гармонический, множитель установки частоты 10⁶. Подключите выход генератора к входу «Б» частотомера, установите «ВРЕМЯ ИЗМЕРЕНИЯ» Т_ИЗМ = 1 с. Изменяя частоту генератора f_Гi от 1 до 10 МГц с шагом 1 МГц, произведите отсчеты показаний частотомера f_Чi . Постройте градуировочную характеристику генератора, откладывая по оси абсцисс значения f_Чi , а по оси ординат – f_Гi .

4. Установите значение частоты сигнала генератора f₂ = (9…10) МГц. (В дальнейшем значение f₂ не изменять!). Измерьте значение частоты f₂ при Т_ИЗМ = 10 с. Зафиксируйте по часам время проведения измерения t_2Н . (Такое же измерение надо повторить через один час, т.е. при t_2К = t_2Н + 1 ч.).

5. В соответствии с описанием прибора измерьте частоту f₂ при четырех значениях Т_ИЗМ – 1 с; 0,1 с; 10 мс; 1мс.

Используя паспортные данные, рассчитайте относительные и абсолютные погрешности измерения частоты f₂ для каждого времени измерения. Запишите результаты измерений. Постройте зависимости относительной и абсолютной погрешностей измерения частоты f₂ от Т_ИЗМ.

6. Измерьте значение частоты f₁. Для этого подключите выход модуляционного генератора Г6–34 к входу «А» частотомера. Установите значение частоты гармонического сигнала f₁ = (10…20) кГц (в дальнейшем значение f₁ не изменять!), Т_ИЗМ =10 с. Произведите отсчет показания частотомера. Зафиксируйте по часам время проведения измерения t_1Н. (Такое же измерение надо повторить через один час, т.е. при t_1К = t_1Н + 1 ч. Следите за временем !).

По паспортным данным рассчитайте погрешность измерения частоты f₁ и запишите результат измерения.

7. Измерьте период сигнала модуляционного генератора Т₁. Для этого подключите генератор к входу «В» частотомера. В соответствии с описанием частотомера измерьте период Т₁ для четырех значений периода следования импульсов генератора меток времени Т₀ – 1 мкс; 10 мкс; 0,1 мс; 1 мс при значении множителя периода n = 1.

По паспортным данным рассчитайте погрешности измерений Т₁. Запишите результаты измерений. Постройте зависимость относительной погрешности измерения Т₁ от периода следования Т₀.

8. Исходя из результатов п. 7, установите режим работы частотомера, обеспечивающий минимальную погрешность измерения периода Т₁. Измерьте снова Т₁, рассчитайте погрешность и запишите результат измерения.

9. По результатам п. 8 рассчитайте значение частоты f₁ и ее погрешность как косвенного измерения (f₁ = 1/Т₁). Сравните с результатами п. 6. Сделайте выводы. (Напоминание. Вспомните про пп. 4 и 6).

10. На основании повторных измерений частот f₂ и f₁ по пп. 4 и 6, выполненных через один час, рассчитайте отношение частот k = f₂ / f₁ и его погрешность как косвенного измерения.

11. Измерьте отношение частот k = f₂ / f₁ . Для этого сигнал с частотой f₁ подайте на вход «В», а с частотой f₂ – на вход «А». В соответствии с описанием частотомера измерьте отношение частот f₂ и f₁ с максимальной точностью. Рассчитайте погрешность и запишите результат измерения. Сравните с результатами п. 10.

12. Определение долговременной нестабильности частоты генераторов. На основании результатов измерений частот f₁ и f₂ в пп. 4 и 6 рассчитайте долговременные относительные нестабильности частот _1Д и _2Д. Сделайте выводы.