Главная страница
Навигация по странице:

  • Московский Технический Университет Связи и Информатики Кафедра метрологии, стандартизации и измерений в инфокоммуникацияхЛабораторная работа №5/4

  • Измерение интервалов времени и фазовых сдвигов Выполнилстудент группы БРР1601Савенко С.С.1. Цель работы

  • 2. Лабораторное задание

  • 3. Состав лабораторной установки

  • 4. Выполнение

  • Вывод

    		•

    Лабораторная работа 54 Измерение интервалов времени и фазовых сдвигов Выполнил студент группы брр1601 Савенко С. С


    Скачать 108.16 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа 54 Измерение интервалов времени и фазовых сдвигов Выполнил студент группы брр1601 Савенко С. С
    АнкорMiR_-_LR5_BRR
    Дата12.04.2022
    Размер108.16 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаMiR_-_LR5_BRR.docx
    ТипЛабораторная работа
    #467701

    Федеральное агентство связи
    Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
    Московский Технический Университет Связи и Информатики
    Кафедра метрологии, стандартизации и измерений в инфокоммуникациях

    Лабораторная работа №5/4

    Измерение интервалов времени и фазовых сдвигов

    Выполнил

    студент группы БРР1601

    Савенко С.С.
    1. Цель работы:

    1. Получить навыки работы с приборами для измерения интервалов времени и фазовых сдвигов.

    2. Овладеть методикой измерения интервалов времени и фазовых сдвигов цифровыми измерителями и электронно-лучевым осциллографом.

    3. Научится оценивать погрешности результатов измерений.
    2. Лабораторное задание:
    1. Проверка градуировочной характеристики оси времени электронно-лучевого осциллографа.

    2. Измерение интервала времени между опорным и интервальным импульсами, поступающими с различных входов устройства, с помощью электронно-лучевого осциллографа.

    3. Измерение цифровым измерителем интервалов времени различных длительностей при определенной частоте следования счетных импульсов.

    4. Измерение цифровым измерителем длительности импульса с выбором периода следования счетных импульсов при заданной погрешности дискретности.

    5. Исследование погрешности дискретности, возникающей при измерении длительности импульса цифровым измерителем интервалов времени с различными частотами следования счетных импульсов.

    6. Снятие фазочастотной характеристики четырехполюсника.
    3. Состав лабораторной установки:
    Цифровой измеритель интервалов времени Ч3-57(Ф-599);

    Цифровой фазометр Ф2-34(Ф2-16);

    Двухканальный осциллограф С1-83;

    Измерительный генератор прямоугольных импульсов Г5-54;

    Измерительный генератор НЧ сигналов Г3-109;

    Коммутационный блок.
    4. Выполнение:

    1. Проверка градуировочной характеристики оси времени электронно-лучевого осциллографа.

    2. Измерение интервала времени между опорным и интервальным импульсами, поступающими с различных входов устройства, с помощью электронно-лучевого осциллографа.

    Коммутационный

    блок

    Осциллограф

    Измеритель

    длительности

    Г5-54

    Полагая, что цифровой измеритель времени является образцовым прибором, вычислить относительную погрешность измерения длительности импульса электронным осциллографом.




    Вывод: Настройка генератора не точная, поэтому возникает погрешность измерений.
    3. Измерение цифровым измерителем интервалов времени различных длительностей при определенной частоте следования счетных импульсов.

    Коммутационный

    блок

    Осциллограф

    Измеритель

    длительности

    Г5-54


    № п.п.
    Результаты измерений при различных значениях длительности импульса t




    1мс
    0,3мс
    0,02мс

     
    показания прибора, мс
    наибольшая абсолютная погрешность
    показания прибора, мс
    наибольшая абсолютная погрешность
    показания прибора,

    мс
    наибольшая абсолютная погрешность

    1
    1,04
    0,04
    0,3
    0,01
    0,0235
    0,0039

    2
    1,03
    0,3
    0,0237

    3
    1,03
    0,29
    0,0237

    4
    1,04
    0,3
    0,0237

    5
    1,03
    0,3
    0,0238

    6
    1,04
    0,3
    0,0238

    7
    1,04
    0,29
    0,0238

    8
    1,03
    0,31
    0,0237

    9
    1,04
    0,29
    0,0239

    10
    1,04
    0,3
    0,0239

    Среднее значение
    1,036



    0,298



    0,02375




    Вывод: теоретически максимальная абсолютная погрешность дискретности определя­ется длительностью счетных импульсов, поэтому при изменении длительности измеряе­мого импульса эта погрешность не должна меняться. Как видно из результатов измерений при значительном изменении длительности измеряемого импульса абсолютная погреш­ность дискретности меняется незначительно, что, в общем, подтверждает теорию.
    4. Измерение цифровым измерителем длительности импульса с выбором периода следования счетных импульсов при заданной погрешности дискретности.


    № п.п.
    Результаты измерений при выбранном значении периода следования импульсов

     
    показания прибора при tи=800 мкс
    наибольшая абсолютная погрешность дискретности
    наибольшая относительная погрешность дискретности, %

    1
    0,8
    0,01
    1,25

    2
    0,8

    3
    0,8

    4
    0,81

    5
    0,8

    6
    0,81

    7
    0,81

    8
    0,8

    9
    0,8

    10
    0,81

    среднее значение
    0,804
     
     


    Т.к. погрешность должна находиться в пределах от 0,5% до 2%, то Тсч должно принадлежать интервалу (4-16), поэтому выбираем Тсч = 10.
    0.005 < < 0.02
    4 мкс <Тсч <16 мкс
    Тсч ­= 10 мкс.
    Абсолютная погрешность дискретности составляет 10 мкс, а относительная:



    Вывод: Погрешность дискретности, полученная в результате измерений, лежит в преде­лах (0,5 ÷ 2) %, что соответствуют приведенным условиям. Но эта погрешность ниже теоретической, что объясняется результатом усреднения показаний прибора и приближе­ния усредненного значения к действительному, в то время как теоретическая погрешность оценивается достаточно грубо, исходя из наихудших условий. Делаем вывод о том, что длительность счетных импульсов была выбрана, верно.
    5. Исследование погрешности дискретности, возникающей при измерении длительности импульса цифровым измерителем интервалов времени с различными частотами следования счетных импульсов.


     
    Результаты измерения длительности импульса t=850 мкс

     
    1 мкс
    10 мкс
    100 мкс

    показания прибора, мс
    Наибольшая абсолютная погрешность
    показания прибора, мс
    Наибольшая абсолютная погрешность
    показания прибора, мс
    Наибольшая абсолютная погрешность

    1
    0,854
    0,005
    0,85
    0,01
    0,8
    0,05

    2
    0,854
    0,85
    0,9

    3
    0,854
    0,86
    0,9

    4
    0,855
    0,86
    0,8

    5
    0,855
    0,85
    0,8

    6
    0,854
    0,85
    0,9

    7
    0,854
    0,85
    0,9

    8
    0,854
    0,85
    0,9

    9
    0,854
    0,85
    0,9

    10
    0,854
    0,85
    0,8

    11
    0,855
    0,86
    0,8

    12
    0,854
    0,85
    0,9

    13
    0,854
    0,86
    0,8

    14
    0,854
    0,85
    0,8

    15
    0,855
    0,86
    0,8

    16
    0,854
    0,86
    0,8

    17
    0,854
    0,86
    0,9

    18
    0,854
    0,86
    0,9

    19
    0,855
    0,86
    0,8

    20
    0,855
    0,85
    0,9

    Сред знач.
    0,8543



    0,8545



    0,85



     
    δдискр= 0,47%
    δдискр= 1,18%
    δдискр= 5,88%

    Вывод: Анализируя результаты измерений, можно сказать следующее: абсолютная по­грешность дискретности тем выше, чем больше длительность счетных импульсов и примерно равна этой длительности (теоретической максимальной погрешности); относительная погрешность тоже увеличивается с ростом длительности счетных импульсов, причем во сколько раз возрастает эта длительность, во столько, примерно, возрастает и погрешность (что тоже соответствует теории.). Поэтому чем меньше длительность счетных импульсов, тем меньше погрешность. А увеличение счетных импульсов на приборе необходимо для измерения сравнительно больших сигналов, значения, длительности которых при малых счетных импульсах не укладываются в разрядную сетку прибора.

    Максимальная величина абсолютной погрешности составляет 1 период следования счетных импульсов (округление может производиться как в большую, так и в меньшую сторону).

    6. Снятие фазочастотной характеристики четырехполюсника.


    Коммутационный

    блок

    Осциллограф

    Фазометр

    Г3-109





    R1=R2=1 кОм

    С1=С2=50 нФ



    ; ;



    частота F, кГц
    1
    3
    5
    7
    10
    15
    20
    50

    период Т, мс
    0,98
    0,33
    0,2
    0,144
    0,098
    0,065
    0,049
    0,0195

    временной сдвиг dT, мс
    0,12
    0,0025
    0,0095
    0,012
    0,012
    0,01
    0,0085
    0,0045

    фазовый сдвиг, град
    44,08
    2,73
    17,05
    29,8
    44,08
    55,4
    62,45
    83,08


    Устанавливаем переключатель П1 в положение 6Б.


    частота F, кГц
    1
    3
    5
    7
    10
    15
    20
    50

    Расчетный фазовый сдвиг, град
    43,59
    2,68
    -17,03
    -30,157
    -43,24
    -56,29
    -63,9
    -79,46

    Измеренный фазовый сдвиг, град
    43,27
    2,65
    -17,12
    -30,08
    -43,12
    -56,01
    -63,43
    -78,69



    Рассчитываем относительную погрешность измерения фазового сдвига четырехполюсника для фазометра и осциллографа по формуле.


    частота F, кГц
    1
    3
    5
    7
    10
    15
    20
    50

    δ С1-83
    1,12
    1,87
    0,12
    1,18
    1,9
    1,6
    2,27
    4,55

    δ Ф2-34
    0,7
    1,12
    0,53
    0,26
    0,28
    0,5
    0,74
    0,97



    Вывод: Результаты, полученные при измерениях фазового сдвига с помощью лучевого осциллографа, в достаточной степени соответствуют значениям, рассчитанным теоретически, лишь за исключением того, что некоторые рассчитанные значения фазового сдвига получились отрицательными, а соответствующие им измеренные значения – положительными.

    Это объясняется тем, что осциллографом мы измеряли абсолютное значение фазового сдвига без учета знака. Поэтому полученные на этом этапе результаты вполне можно считать верными.

    Полученные погрешности не превышают допустимые.

    написать администратору сайта