Исследование неопределенности измерения частоты и периода цифровым частотомером
Федеральное агентство связи РФ
Федеральное государственное образовательное
Бюджетное учреждение
Высшего профессионального образования
Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики
(ФГОБУ ВПО СибГУТИ)
Кафедра ПДС и М
Лабораторная работа №4
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ
И ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ
Выполнил:
Студент гр. M-91
Гусинский Р.Е
Проверила:
Квиткова И.Г.
Новосибирск - 2012г.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.1. Освоить методы измерения частоты и интервалов времени.
1.2. Приобрести практические навыки работы с цифровыми частотомерами, измерительными генераторами, электронным осциллографом.
1.3. Получить практические навыки обработки результатов измерения частоты и интервалов времени, оценки неопределенности результатов измерений и их оформление.
ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
2.1 Измерение частоты сигналов методом дискретного счета.
2.1.1 Измерение частоты источника гармонических колебаний с помощью цифрового частотомера.
2.1.2 Измерение периода гармонических колебаний с помощью цифрового частотомера.
2.2 Измерение частоты и периода исследуемых сигналов осциллографическими методами.
2.2.1 Метод линейной развертки.
2.2.2 Метод синусоидальной развертки.
2.2.3 Метод круговой развертки.
2.3 Сравнительный анализ характеристик исследованных методов измерения частоты и временных интервалов.
|
|
|
Метрологические характеристики применяемых приборов
| № п/п | Наименование прибора | Тип прибора | Основные метрологические характеристики |
|
| Генератор | Г3-33 | 1.1. Диапазон частот от 20 Гц до 200 000 Гц перекрывается четырьмя поддиапазонами с плавной перестройкой внутри поддиапазонов 1.2. Пределы допускаемой основной погрешности установки частоты равны +(0,02 F+1) Гц, где F - значение установленной частоты в герцах. 1.3. Ступенчатая регулировка выходного напряжения осуществляется ступенями через 10 дБ и обеспечивает общее ослабление 100 дБ. 1.4. Погрешность коэффициентов деления ступенчатого аттенюатора при активной нагрузке 600 Ом не превышает: а) + 0,5 дБ в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц для затуханий от "+30" до "-70" дБ; б) + 0,5 дБ в диапазоне частот от 20 до 200 кГц для затухания от "+30" до "-30" дБ; в) + 1 дБ в диапазоне частот от 20 до 200 кГц для затухания от "-40" до "-70" дБ. 1.5. Плавная регулировка выходного напряжения осуществляется от максимального значения выходного напряжения до относительного уровня -12 дБ. 1.6. Максимальное значение выходного напряжения на согласованной нагрузке 600 Ом не менее 55 В и не более 63 В. 1.7. Плавная расстройка частоты осуществляется в пределах + 1,5% от установленной частоты. 1.8. Выходное сопротивление генератора ступенчато переключаемое: 5, 50, 600 Ом. 1.9. Предел допускаемой основной относительной погрешности выходного сопротивления равен 5%. |
| Частотометр | Ч3-32 | Входные параметры: Rвх≥50 кОм
Cвх≤50 пФ
По входам “А” и ”Б”
Измерение Частоты
Диапазон частот гармонических и импульсных сигналов:
10 Гц÷3,5 МГц
Параметры входных сигналов:
а)Гармонической формы(среднеквадратическое значение напряжения): 0,1÷100 В.
б)Импульсной формы, имеющих не более 2-х экстремальных значений за период(пиковое отклонение):
любой полярности, длительность импульса не менее 0,16 мкс крутизна фронта не менее 0,25 В/мс, скважность не менее 2 0,3÷100 В.
Оценка погрешности измерения частоты.
Предел основной допускаемой относительной погрешности измерения: δf
где δ0- относительная погрешность частоты кварцевого генератора частотомера или внешнего источника образцовой частоты
fизм- Значение измеренной частоты, Гц
tсч- интервал времени измерения частоты (Время счета)в секундах.
После прогрева прибора в течение 1 часа δ0 равна: 10-6 в течение 15 суток,5  10-6 в течение 6 месяцев после установки частоты внутреннего кварцевого генератора с погрешностью   1 10-7
Дополнительная температурная погрешность
δt0=2 10-8 
ИЗМЕРЕНИЕ ПЕРИОДА
Диапазон измерения периода колебаний:
1 период или среднее значение из 10 периодов
а) гармонического сигнала:
10-5÷10-1 с (10 Гц÷100 кГц)
б)Импульсного сигнала:
10-5÷10-2 с (0.01 Гц÷100 кГц)
Параметры измеряемых входных сигналов:
а) гармонической формы (среднеквадратическое значение)
0,5 ÷ 100 В
б) импульсной формы (пиковое значение)
0,5 ÷ 100 В
при длительности не менее 0,25 мкс , крутизна фронта не менее 0,25 В/мс
Оценка погрешности измерения периода.
Предел допускаемой относительной погрешности в процентах: δt
 — основная относительная погрешность частоты внутреннего генератора или внешнего источника
n — коэффицент усреднения или множитель периода ;
 — период следования счетных (тактовых) импульсов (меток времени) в секундах
 — измеряемый период в секундах
 -относительная погрешность уровня запуска (погрешность формирования) ;
Гармонический сигнал или импульсный сигнал с крутизной фронтов, не удовлетворяющих условиям
— как при изерении частоты
=0,003 ,
n=1 при измерении одного периода
n= 10 при измерении среднего из 10 периодов
| |
| Осциллограф | С1-65А |  -граница относительной погрешности коэффициента развертки 8%
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исследование неопределенности измерения частоты и периода цифровым частотомером
Результаты исследования неопределенности измерения частоты цифровым частотомером
| Номер исследуемой точки | Время счета, с | Показание Частотомера, КГц | Абсолютная неопределенность дискретизации, Гц | Относительная неопределенность дискретизации, % | Абсолютная неопределенность измерения частоты, Гц | Относительная неопределенность измерения частоты, % | Результат измерения частоты |
Результаты косвенного измерения периода колебаний частотомером
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 295; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!