лабораторная 3.6 метрология. 3.6. СТАРЫЙ ВАРИАНТ. Измерение частоты и периода электрических сигналов

• Название: Измерение частоты и периода электрических сигналов
• Анкор: лабораторная 3.6 метрология
• Дата: 08.06.2022
• Размер: 0.57 Mb.
• Имя файла: 3.6. СТАРЫЙ ВАРИАНТ.doc
• Тип: Лабораторная работа; #577597
• страница: 1 из 4

Федеральное агентство связи
Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики
Межрегиональный центр переподготовки специалистов

Лабораторная работа 3.6

По дисциплине: Метрология, стандартизация и сертификация

Тема: Измерение частоты и периода электрических сигналов

Выполнил:

Группа:

Вариант: 14

Проверил:

Новосибирск, 2012 г

Цель работы.

1.1. Освоить методы измерения частоты и периода электрических сигналов специализированными средствами измерений.

1.2. Приобрести практические навыки работы с цифровыми и резонансными частотомерами, измерительными генераторами.

1.3. Получить практические навыки обработки результатов измерения частоты и периода сигналов, оценки погрешности (неопределенности) результатов измерений и их оформление.

Программа лабораторной работы.

2.1. Измерение частоты и периода источника гармонических колебаний с помощью цифрового частотомера.

2.2. Измерение периода и частоты гармонических колебаний с помощью цифрового периодомера.

2.3 Измерение частоты и периода гармонических сигналов резонансным частотомером.

Задачи для контроля самостоятельной работы.
Задача 1.

Определить частоту , абсолютную и относительную погрешности (неопределенности) и форму сигналов на входах «Х» и «Y» осциллографа, если на его экране наблюдают фигуру, показанную на рисунке.


Частота сигнала f_x = 30 Гц;

Абсолютная погрешность сигнала Δf_x = 2 Гц.

Решение

Для того чтобы определить отношение частот f_x и f_у, мысленно пересечем фигуру вертикальной и горизонтальной линиями. Сосчитаем количество пересечений этих линий с фигурой. Отношение количества пересечений соответственно и будет равно отношению частот сигналов.


[1. с. 207]



Абсолютная погрешность:



Вычислим погрешность округления:



Относительная погрешность:

[1. с. 32]

На входы «Х» и «Y» осциллографа подаются гармонические сигналы синусоидальной формы.

Задача 2.

Определить показание периодомера (градуировка в миллисекундах), абсолютную и относительную погрешности (неопределенности) дискретности измерения периода, и число импульсов, накопленное в электронном счетчике цифрового периодомера при измерении периода сигнала, частота которого f_иссл = 25 Гц, если частота следования счетных импульсов f_сч = 1,0 МГц и коэффициент деления делителя частоты исследуемого сигнала (множитель периода) m = 100.

Решение

Период исследуемого сигнала:

[8. ф. 7.1]

Относительная погрешность дискретности измерения периода :

, [8. ф. 7.8]

где T₀ – период следования образцовых (счетных) импульсов, установленный на периодомере:

m – множитель периода исследуемого сигнала, установленный на периодомере (коэффициент деления частоты исследуемого сигнала).





Абсолютная погрешность дискретизации:

[1. с. 32]

Рассчитаем число импульсов, накопленное в электронном счетчике периодометра.

Т.к период исследуемого сигнала с учетом множителя mT, а период счетных импульсов T₀, то количество импульсов за период mT:

импульсов. [7. т. 10]

Так как на табло отображается содержимое счетчика импульсов, а градуировка периодометра в миллисекундах, следовательно, его показание

40,00000 мс.

Задача 3.

Показание частотометра – 01286,752 кГц,

частота опорного генератора – 2 МГц,

относительная нестабильность частоты опорного генератора δ₀ – 3·10^-5.

Определить коэффициент деления делителя частоты опорного генератора в частотомере при получении показания.

Решение

Так как устройство отображения отражает содержимое счетчика, то по показанию находим число импульсов N = 1286752.

Коэффициент деления делителя частоты равен:

, [7. т. 10]

где f_{вх уу} – частота сигнала на входе устройства управления, определяется как:



[7. т. 10]





Состав лабораторной установки

При выполнении лабораторной работы используется компьютерная модель лабораторного стенда, которая включает в себя:

1. Цифровой частотомер-периодомер.

2. Резонансный частотомер.

3. Генератор сигналов.

4. Коммутационное устройство.

Таблица 1. Метрологические характеристики применяемых приборов

№ п/п	Наименование прибора	Основные метрологические характеристики
1 2 3	Цифровой частотомер Резонансный частотомер Генератор сигналов	относительная нестабильность частоты внутреннего опорного генератора δ0 = ±1,510-6; погрешность уровня запуска δз = 310-3; входное напряжение не менее 3 В не более 10 В; класс точности 1; входное напряжение не менее 20 мВ и не более 10 В. диапазон рабочих частот от 1 Гц до 100 кГц; выходное напряжение от 0 В до 5 В; погрешность установки частоты выходного сигнала не более 1 %.