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.
Формат файла
Имя файла	3.6. СТАРЫЙ ВАРИАНТ.doc
Тип	Лабораторная работа #577597
страница	4 из 4

1 2 3 4

Множитель периода – 10⁴, метка времени – 10 мкс.

Частота 75 кГц.

Вычислим погрешность округления:

Результаты вычислений занесем в таблицу 7.
Таблица 7. Результаты косвенного измерения частоты сигнала периодомером

Частота генератора сигналов, кГц	Положение переключателя «множитель периода»	Положение переключателя периода счетных импульсов То, мкс	Показание периодомера Тх, мкс	Расчетное значение частоты f, Гц	Граница абсолютной погрешности измерения частоты, Гц	Граница относительной погрешности измерения частоты, %	Результат измерения частоты; P = 0,997; условия измерения нормальные
0,1	1	0,01	10000,01	99,9999	0,31	0,31	100,00 ± 0,31 Гц 100,00 Гц ± 0,31%
0,1	1	1	10001	99,9900	0,31	0,31	99,99 ± 0,31 Гц 99,99 Гц ± 0,31%
0,1	1	1000	11000	90,909091	8,6	9,4	90,9 ±8,6 Гц 90,9 Гц ± 9,4%
75	1	0,01	13,34	74962,5	281,194	0,38	74,96 ± 0,29 кГц 74,96 кГц ± 0,38%
75	1	1	14	71428,6	5316,43	7,5	71,4 ± 5,4 кГц 71,4 кГц ± 7,5%
75	1	1000	-	-	-	-	-
0,1	1	10	10010	99,900	0,4	0,41	99,9 ± 0,4 Гц 99,9 Гц ± 0,41%
0,1	10²	10	10000,1	99,99900	0,0042	0,0042	99,9990 ± 0,0042 Гц 99,9990 Гц ± 0,0042%
0,1	10⁴	10	П	-	-	-	-
75	1	10	-	-	-	-	-
75	10²	10	13,4	74626,87	559,267	0,75	74,63 ± 0,56 кГц 74,63 кГц ± 0,75%
75	10⁴	10	13,334	74996,25	6	0,008	74996 ± 6 Гц 74996 Гц ± 0,008%

Измерение частоты и периода гармонических сигналов резонансным частотомером.

Таблица 8. Результаты измерения частоты и периода сигнала резонансным частотомером

Частота генератора сигналов, кГц		Показания резонансного частотомера, кГц	Предел допускаемой относительной погрешности измерения частоты, %		Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты, кГц	Результат измерения частоты; P = 0,997; условия измерения нормальные		Рассчитанное значение периода, мкс		Граница абсолютной погрешности измерения периода, мкс			Граница относительной погрешности измерения периода, %	Результат измерения периода; P = 0,997; условия измерения нормальные
0,1	0,099			1	0,001		99 ± 1 Гц 99 Гц ± 1%		10101,01010		102,0304	1			10,1 ± 0,1 мс 10,1 мс ± 1%
75	74,1			1,4	1		74 ± 1 кГц 74 кГц ± 1,4%		13,4953		0,19	1,4			13,50 ± 0,19 мкс 13,50 мкс ± 1,4%

По метрологическим характеристикам резонансного частотомера рассчитываем пределы допускаемых (границы) относительной и абсолютной погрешностей измерения частоты. Рассчитываем по измеренной частоте период колебаний и вычисляем пределы допускаемых относительной и абсолютной погрешностей.

[8. п. 7.4]

где

– нормирующее значение, равное конечному значению шкалы частот установленного на частотомере частотного диапазона.

[1. с. 32]

[8. ф. 7.1]

[8. ф. 7.3]

[8. ф. 7.4]

Для частоты 100 Гц.

Вычислим погрешность округления:

Для частоты 75 кГц.

Вычислим погрешность округления:

Результаты вычислений занесем в таблицу 8.

Вывод

При измерении частоты сигнала цифровым частотомером, точность измерения увеличивается с увеличением значения времени счёта. Это происходит вследствие уменьшения погрешности дискретизации. При увеличении частоты исследуемого сигнала, абсолютная погрешность дискретизации не изменяется, следовательно относительная погрешность измерения уменьшается. При косвенном измерении периода по показаниям частотомера, границы относительной погрешности равны границам относительной погрешности измерения частоты сигнала.

При измерении периода исследуемого сигнала цифровым периодометром, точность измерения увеличивается с уменьшением периода счетных импульсов. С увеличением значения множителя периода исследуемого сигнала, точность измерения, соответственно, тоже увеличивается. В отличие от косвенного метода измерения периода, при увеличении частоты исследуемого сигнала, границы относительной погрешности измерения увеличиваются. Это объясняется уменьшением периода сигнала и, как следствие, менышим числом зарегистрированных импульсов. При косвенном измерении частоты сигнала периодометром, относительная погрешность измерений равна относительной погрешности измерения периода сигнала.

Погрешность измерения частоты и периода гармонических сигналов резонансным частотомером, как и для аналоговых измерительных приборов, определяется классом точности прибора.

Проведённые исследования показывают, что измерение частоты и периода сигналов цифровыми приборами даёт гораздо более высокую точность, чем измерение резонансным частотомером, но только при правильной установке регуляторов цифровых приборов, обеспечивающей подсчёт достаточно большого количества импульсов.
Список литературы

Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов/ Б.П. Хромой, А.В. Кандинов, А.Л. Сенявский и др. ; Под ред. Б.П. Хромого. – Радио и связь, 1986. – 424 с.
Кушнир Ф.В. и др. Измерения в технике связи. Изд. 2-е. – М.: связь, 1976. – 432 с.: ил.
Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. С.И.Боридько, Н.В.Дементьев, Б.Н.Тихонов, И.А.Ходжаев.-М.: Горячая линия-Телеком,2007.
Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. Под ред. В.И.Нефёдова и А.С.Сигова.-М.: Высшая школа, 2005.
Кушнир Ф.В. Электроизмерения: Учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1983. – 320 с.
Горлов Н.И., Запасный И.Н., Сметанин В.И. Оценка инструментальной погрешностей при экспериментальных исследованиях. Методические указания. – Новосибирск: СибГУТИ, 1995. – 27 с.
Конспект лекций по курсу метрология стандартизация и сертификация – Новосибирск: СибГУТИ, 2004. Электронный конспект.
Л.В. Гребцова, И.Н. Запасный, В.Б. Папэ, В.И. Сметанин. Измерение частоты и периода электрических сигналов. Методические указания к лабораторной работе № 3.6 – Новосибирск: СибГУТИ, 2009.

1 2 3 4