Ход работы

 

1. Проверить работоспособность частотомера. Для этого включить частотомер нажатием кнопки «СЕТЬ». Через 5 минут после включения частотомера произвести проверку правильности работы его основных узлов в следующем порядке:

– соединить «ВХОД 1» частотомера с гнездом «1 МГц»;

– установить тумблер на передней панели в положение «АВТОМАТ», тумблер «ОПОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР», находящийся на задней стенке, – в положение «ВНУТР»;

– установить ручку потенциометра «ВРЕМЯ ИНДИКАЦИИ» в крайнее левое

положение, что соответствует минимальному времени индикации;

– установить переключатель аттенюатора в положение «1/10», переключатель «РОД РАБОТЫ» установить в положение «f»;

2. Установить переключатель «ВРЕМЯ СЧЕТА» последовательно в положения «0,01», «0,1», «1», при этом зафиксировать показания частотомера. Данные занести в табл. 6.1

 

Таблица 6.1

Время счета, с	Показания частотомера f, Гц
0,01 0,1

 

3. Соединить «ВХОД 1» частотомера с выходом генератора Г5-75. Изменяя значение частоты генератора в диапазоне 20-2000000 Гц, выполнить измерения частоты колебаний. Переключатель «ВРЕМЯ СЧЕТА» установить в положение «1», количество измерений должно быть не менее 10. Данные занести в табл. 6.2.

 

Таблица 6.2

№	Частота сигналов (по генератору) fx, Гц	Показания частотомера	Относительная погрешность, %
частота f, Гц	время счета, c

 

Для каждого измерения табл. 6.2 рассчитать относительную погрешность по следующей формуле:

q=((f_x–f)/f)·100%, (6.1)

где f_x – частота сигнала по индикатору генератора Г5-75; f – действительное значение частоты по частотомеру.

4. Соединить «ВХОД 1» частотомера с выходом генератора Г5-75. Изменяя положение переключателя «ВРЕМЯ СЧЕТА» при одной и той же частоте генератора (она должна быть достаточно высокой, например, 200 кГц) выполнить измерения. Данные занести в табл. 6.3.

Таблица 6.3

Частота сигналов (по генератору) fx, Гц	Показания частотомера	Относительная погрешность, %
частота f, Гц	время счета, c
		0,01 0,1

 

5. Для четырех измерений табл. 6.3 рассчитать относительную погрешность по формуле (6.1). Пронаблюдать, при каком значении времени счета погрешность будет минимальной и максимальной.

6. Изменяя значение частоты генератора в диапазоне 20-2000000 Гц, выполнить измерения периодов колебаний. Множитель периода установить постоянным («1»), количество измерений должно быть не менее 10. Данные занести в табл. 6.4.

Таблица 6.4

№	Период сигналов (по генератору) Tx, с	Показания частотомера	Относительная погрешность, %
множитель	период T, с

 

7. Для каждого измерения табл. 6.4 рассчитать относительную погрешность по формуле:

q=((T_x–T)/T) ·100%, (6.2)

где Т_х – период сигнала по индикатору генератора Г5-75; Т – период, измеренный частотомером.

 

8. Установить значение Т_x постоянным (~0,05 мс). Переключателем «МНОЖИТЕЛЬ» установить поочередно значения 1, 10, 100. Данные занести в табл. 6.5. Для трех измерений табл. 6.5. рассчитать относительную погрешность по формуле (6.2). Пронаблюдать в процессе эксперимента, как с изменением периода и множителя изменяется погрешность.

Таблица 6.5

Период сигналов (по генератору) Tx, с	Показания частотомера	Относительная погрешность, %
множитель	период T, с

 

9. Определить нестабильность частоты таймера на высоких и низких частотах. Частотомером в режиме измерения частоты произвести не менее 10 последовательных измерений одной и той же частоты f_x=200 кГц, регистрируя показания частотомера. При использовании автоматического режима работы на передней панели частотомера установить удобное время индикации. Данные занести в табл. 6.6.

Таблица 6.6

№	Частота сигналов (по генератору) fx, Гц	Показания частотомера f, Гц

 

На основе данных табл. 6.6 рассчитать среднее арифметическое, оценку дисперсии и оценку среднеквадратического отклонения для значений f. Определить относительную погрешность частотомера в режиме измерения частоты по соотношению:

,

 

где Т₀=10 с – максимальное время измерения; =0,0000001 % – наибольшая погрешность установки и нестабильность частоты внутреннего кварцевого генератора частотомера.

10. Частотомером в режиме измерения периода произвести не менее 10 последовательных измерений периода одной и той же частоты, выбранной из диапазона 20 Гц – 200 кГц. Данные занести в табл. 6.7.

На основе данных табл. 6.6 рассчитать среднее арифметическое, оценку дисперсии и оценку среднеквадратического отклонения значений Т. Определить погрешность измерения временных интервалов по соотношению:

,

 

где Т – измеряемый период колебаний; n – множитель периода; f₀ – частота заполнения. Значение частоты заполнения определяется как f₀ = 1/Δt, где Δt – используемое при измерениях значение метки времени.

 

Таблица 6.7

№	Период сигналов (по генератору) Tx, с	Показания частотомера T, c

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. В чем заключается принцип действия электронно-счетного частотомера при измерении частоты, периода, отношения частот, времени, длительности импульсов, числа импульсов?

2. Чем определяется погрешность частотомера в режиме измерения частоты?

3. Почему при измерении частотомером в области низких частот переходят к режиму измерения периода?

4. Какое назначение имеют кнопки и переключатели частотомера?

5. Как и почему изменяется погрешность измерения при изменении положения кнопок «МНОЖИТЕЛЬ ПЕРИОДА» и «МЕТКИ ВРЕМЕНИ» в режимах измерения частоты и периода?

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Частотомер электронно-счетный Ф5041. Техническое описание и руководство по эксплуатации.

2.. Метрология и радиоизмерения / Под ред. В. И. Нефедова. – М.: Высш. шк., 2003. – 526 с

3. Ататалян Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин. – М.: Высш. школа, 1989. – 220с.

4. Основы измерений в технике связи и стандартизации / Д. А. Титов, Е. Д. Бычков. – Омск: изд-во ОмГТУ, 2008. – 124 c.

5. ГОСТ Р 8.567-99. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения времени и частоты. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 2000.