Опыт 2. Измерение частоты синусоидальных или импульсных напряжений
Опыт заключается в измерении частоты напряжения, снимаемого с выхода внешнего генератора или с выхода ГИ макета (по указанию преподавателя) и оценке погрешности измерения частоты. Измерение частоты с помощью ЦЧ основано на подсчете с помощью счетчика импульсов числа периодов (колебаний) входного сигнала в течение строго фиксированного интервала времени Tи, т.е. в этом режиме измерение состоит в сравнении образцового интервала времени Tи с количеством периодов измеряемой частоты Tx, которые уложатся в интервал Tи. Структурная схема частотомера изображена на рис. 4.4. Сигналы измеряемой частоты fx=1/Tx – поступают на формирователь Ф, преобразующий различные по форме и амплитуде сигналы в импульсы прямоугольной формы с определенной амплитудой, длительностью и частотой, равной fx. Эти импульсы через электронный ключ К поступают на СИ, который подсчитывает их. Ключ К открывается на строго определенное время Tи – время измерения. Интервал Tи в виде прямоугольного импульса формируется источником (датчиком) эталонных интервалов времени, состоящим из кварцевого генератора стабильной частоты ГСЧ, ДЧ и формирователя прямоугольного импульса (ФПИ), формирующего импульс длительностью Tи, равной периоду выходных сигналов ДЧ. Длительность Tи может быть выражена как
где T0 – период следования импульсов с ГСЧ; Kд – коэффициент деления ДЧ. Поэтому время измерения Tи может изменять оператор путем изменения коэффициента деления ДЧ переключателем " Время измерения". Число импульсов Nх , поступивших в СИ за время Tи,
Оно индицируется на ЦОУ. Время измерения Tи в ЦЧ может быть выбрано равным 1 с или десяти кратным секунде. Тогда число Nх будет представлять собой частоту fх, выраженную в Гц (при Tи = I с). Погрешность измерения частоты будет определяться двумя составляющими: 1) погрешностью от нестабильности образцового интервала Tи; 2) погрешностью квантования или дискретности, обусловленной тем, что в интервал Ти в общем случае уложится нецелое число периодов Tx измеряемой частоты. Первая составляющая погрешности определяется нестабильностью частоты кварцевого ГСЧ. Её относительное значение
Из выражения (4.1) следует, что для обеспечения малой погрешности этот режим работы ЦЧ целесообразно использовать для измерения сравнительно высоких частот.
|