Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, ст...doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
21.11.2019
Размер:
2.77 Mб
Скачать

I шкала разделена на бол! шое число делении в " 50

качестве индика гора резонанса использу ют )лекгронный или де' екторный вольтметр.

При измерениях ультравысоких И сверхвы- рис g з Резонансный соких частот в качестве резонансной системы частотомер

применяется ко гебательный контур с распре деленными постоянными В зав теимости от диапазона измеряемых частот он выполняется либо в виде отрезка коаксиальной линии, либо в виде объемно) о резона гора.

Из само] о принципа измерения частоты /х сравнением ее ( резонанс­ной часто гой колебательного контура, следует, что резонансная кривая колеба" ельного контура должна иметь достаточно четко выраженный максимум везонанснал кривая тем острее г:ем выше собротность Q коьтура В зависимости от типа ко ie6aTejibHoro конту ра добро1Носгь составляет от несколь ких сотеь единиц у конгуров с (осредоточенными .«осюянными до 10 ООО 30 ООО у контуров, выполненных в виде объем­ных резонаторов

Неточность фиксации резонанса является одним из основных ис­точников погрешности измерения Если истинное значение напряжения при резонансе Uv, а отсчитанное по индикатору показание f/MJM, то о гно- и ельная погрешность измерения частоты от неточности фиксации ре

зонанса

д/ [(L

" 2 Q

Другими источниками погрешности являются погрешности градуи­ровки, погрешности механизма настройки, колебания температуры и втажнссти окружающей среды недостаточная чувствительность индика тора резонанса Тем не менее при тщательном изготовлении резонансные час тотомеры обеспечивают огр>. шность измерения от 0.01 цо 0 5° о.

6.4. Электронно счетный час totomfp

Принцип действия электронно-гчетною частотомера основан на из мер нии частот ы в соо- ветствии с -е о -ределением т.е на счете числа импульсов за интервал времени П' ременное напряжение, частоту/, ко­торою необходимо измерить преобразую в последовательность корот ких импульсов с частотой следования равной fx . Если сосчитагь число импульсов N за интервал ври 1еьи Тсч, то частота

L = N/TC4.

Рис. 6 ^ Ст] уктурная с сема члектрс.гао-счетного "асготомера

Структурная схема элек­тронно-счетного частотоме­ра изображена на рис 6 4 Си< нал част оты fx поступает на усилитель-формирователь импульсов УФ. который пре образует синусоидальное на­пряжение измеряемой час-

готы в последовательность однополярных импульсов Час гота следова­ния этих импульсов равна измеряемой часто ге Импульсы поступают ьа вход I временного . електора ВС На вход 2 селектора по» гупает импульс ТсЧ строго определенной длительности Длительность этого импульса задается генератором высокой частот ы ГВЧ с кварцевой с таи или 1аци< й и /у чителем часто ты ЦЧ » ко »ффипиентом деления 10" "частота генера­тора с кварцевой стабилизации/„ обычно равна 1 ичи 5 МГц, и. следо­вательно, период колебаний ТУГ равен 1 или 0 2 мкс При такой длитель­ности времени сче^ измерять частот ы, равные или меньшие невоз­можно Поэтому после квар' 'евоо i енератора включают декадные цели­тели "астоп ы, на выходах которых образую тся частоты в 10" (п - 1, 2, 3 , 7) раз ниже частоты генератор?, т.е. 100, 10 и 1 кГц, 100, 10, 1 и 0,1 Гц Таким образом, длительность импульса определяющего время счета, можно ус ганав >ивать ступенями от 10"5 до Юс Измеряемая част о га при этом определяется по формуле fx = = N 10 Импульс длительностью Гсч = 107/м формируется в блоке у правления Б У Импульсы измеряемой частоты поступаю-" на з лектронный счетчик импульсов Сч лишь тогда, когдр ко входу 2 селектора приложен импульс длит льнос тью Тсч. С вы­хода счетчика информация о числе импульсов N. его заполнивших, р ви­де двоичного кода подается через дешифратор на цифровое отсчетное устройство (табло), на котором в цифров' >м виде фиксируется резу тьтат измерения в единицах частоты. Измерение производи тся повторяющи мися циклами, задаваемыми блоком управления.

Одновременно с воздействием ча вр:менн<">й селектор управляющее уст ройство выдает импульсы да я автоматически >. о сброса показании цифроьп- 11 «чдикатора и освобождения ыектронноко счетчика от накопленной ин- (Ьормапии, а также ыя приведения в исхода! fe сотояние аешифрат jpa и де­ятеля частот™' Для того чтобы оператор имел возможность произвести отсчет показании по цифровому табло, в правляюшем устройстве преду- смот рена блокировка временного < електора на некоторый интервал време­ни, в течение к >торого на табло сох1 аняются пок 'зайия Этот интервал времени называется вре менем индикации и може> реп тироваться операто ром в пределах нескольких секунд. В "астотомере предусмотрены автзма гический и ручной режимы измерения В автоматичес» ом режиме счет им пульсов повторяется каждьгп раз по okoi чании ус гановленного времени ин дикации. В режиме ручного управления ечет выполняется один раз при на жатии на кнопку время индикац"и не огранг"ивается

Относи тельная погрешность электронно-счетного частотомера при изменении час готы опре целяется выражеием

fi = б„ + 6В№, + 1 //ХТСЧ,

1де 6Г -■ относительная погреши» >сть установки част отл кварцевого ге- н ра<ора при выпуске из произволе гва или после корректировки

117

частоты после очередной новерки; бивсг — относительная noi решност^ вызванная нестабильностью частоты кварцевого "генератора: \lfsTc, — относи, ельная погрешность, обус нов генная .гекрат .оегью периодов Г и времен!, счета Тсч.

Последняя оставляющая norpei ihocth 01 гнивается исходя из тою что при некритности периодов Тх и Тсч подсчет числа импульсоа за время счета может быть гроизведен г точностью +1 импульс. По тогда VN = I If,Тсч- У современных электронно-счетных частотомер. >в величины 6С и 8нес.

составляют примерно 1 10 и менее, и в силу малости при технических измерениях могут не учитываться

Составляющая погрешности l.'f, Гсч зависит от измеряемой частоты и времени счета В табл. 6 1 приведены значения этой составляющей в за­висимости от времени счета для различных частот

Таблица fiI

Врем)

Псгрешнос!» 1 If, Тсч

измер' ния Ги, с

0,1 Гц

100 Гц

100 кГц

КГ1

103

1

10 3

10"

102

10"'

10"4

1

10

10г

Ю"5

Из этой габли ты видно, что для измерения низких частот примене­ние э гектронно счетного частотомера нецелесообразно, гак как погрей, ность измерения недопустимо велика

Для того чтобы обеспечить приемлемую погр шность измерения низких частот переходят к измерению периода с последующим пе­ресчетом в частоту Принцип измерения периода аналогичен рассмот­ренному принципу измерения частот ы с той разницей, что временной се лектор открывается импульсом, фор мирз емым из напряжения период Тх которого необходимо измелить, а дли ель ность этого периода опрс.деля ется подсиетом импульсов /с,., получаемых от высокостабильного гене­ра. ора. Если на счетчик прошло N импульсов с частотой следования/сч, то измеряемый период

Т, - NI/сч,

или частота

/*=/c4W

Составляю1 [ая относительной погрей нос ги измерения периода при ошибке в потечете числа импульсов за вр°мя счета ±1 имгульс будет равна fx //о.