метрология. 5fan_ru_ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ, ПЕРИОДА И ФАЗЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ. Лабораторная работа 4 измерение частоты, периода и фазы электрических сигналов

• Название: Лабораторная работа 4 измерение частоты, периода и фазы электрических сигналов
• Анкор: метрология
• Дата: 06.11.2019
• Размер: 1.76 Mb.
• Имя файла: 5fan_ru_ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ, ПЕРИОДА И ФАЗЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ.docx
• Тип: Лабораторная работа; #93727
• страница: 1 из 8

Лабораторная работа №4

ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ, ПЕРИОДА И ФАЗЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ.
Цель работы - ознакомление с методами и средствами измерений частоты, фазового сдвига, временных интервалов и с методикой оценки погрешности результатов измерений.

Задание

1. 
   Измерить частоту периодического сигнала с помощью цифрового частотометра при различных положениях переключателя «время измерения». Оценить погрешность результатов измерения.
   
2. 
   Измерить период того же сигнала с помощью цифрового частотометра при различных положениях переключателя» метки времени». Оценить погрешность результатов измерения.
   
3. 
   Измерить частоту и период того же сигнала с помощью электронного осциллографа. Оценить погрешность результатов измерения.
   
4. 
   Измерить фазовый сдвиг между напряжениями на входе и выходе фазосдвигающего устройства с помощью электронно-лучевого осциллографа. Оценить погрешность результатов измерения.
   
5. 
   Измерить фазо-частотную характеристику полосового фильтра.
   

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Цифровой частотомер позволяет измерять период и частоту периодических сигналов, временные параметры импульсных сигналов.

Принцип дискретного (последовательного) счета заключается в подсчете количества N импульсов, заполняющих некий интервал времени. Так, при использовании частотомера в режиме измерения частоты подсчет количества N_f счетных импульсов (сформированных из исследуемого сигнала) осуществляется за калиброванный отрезок времени счета τ_сч. При этом показание прибора:

. (4.1)

Число, высвечиваемое на цифровом табло, определяется по формуле:

_. (4.2)

Относительная погрешность (в процентах) измерения частоты f_x определяется по формуле:

(4.3)
где t_И – время усреднения (время измерения), с; f_X – измеряемая частота сигнала, Гц.

Максимально допустимое абсолютное отклонение показания цифрового частотомера от измеряемой частоты определяется по формуле:

. (4.4)

При использовании цифрового частотомера в режиме измерения периода подсчет количества N_T счетных импульсов, следующих с периодом Т_м (период следования меток времени) и сформированных в дополнительном канале, осуществляется за отрезок времени, соответствующий измеряемому периоду. При этом показание прибора:

, (4.5)

где f_обр - номинальное значение встроенной меры частоты.

Число, высвечиваемое на цифровом табло, определяется по формуле:

. (4.6)

В режиме измерения периода предусмотрена возможность повышения точности измерений при использовании умножения частоты f_обр в п раз (деление периода следования меток Т_м ).

Относительная погрешность (в процентах) измерения периода T_X

(4.7)

где T_X – период сигнала, с; f_обр – частота квантующих импульсов, Гц; T₀ – период квантующих импульсов («метки времени»).

Максимально допустимое абсолютное отклонение показания прибора от измеряемого периода определяется по формуле:

. (4.8)

Измеряемые частотно-временные параметры определяются по формулам:

, (4.9)

. (4.10)

При измерении частоты и периода синусоидального сигнала с помощью электронного осциллографа используют известные значения коэффициента развертки k_р. Наблюдая на экране осциллографа устойчивое изображение сигнала, измеряют линейный размер l изображения по оси X, соответствующий измеряемому периоду T_X, а затем определяют его по формуле:

. (4.11)

Частота f_X определяется выражением . Погрешность измерения частоты и периода (длительности) при этом определяется по формуле

(4.12)

где - погрешность коэффициента развертки; - погрешность нелинейной развертки;