Министерство цифрового развития связи и массовых коммуникаций РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования

Сибирский государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

(СибГУТИ)

Кафедра ИКСС


Отчет

Лабораторная работа № 3.6

Измерение частоты и периода электрических сигналов

Вариант - 48


Выполнил: студент 2 курса

Группы РТ-11

Шестаков С.А

Проверил преподаватель:

Гребцова Л.В

Новосибирск 2022

1. Цель работы:

1.1 Освоить методы измерения частоты и периода электрических сигналов специализированными средствами измерений.

1.2 Приобрести практические навыки работы с цифровыми и резонансными частотомерами, измерительными генераторами.

1.3 Получить практические навыки обработки результатов измерения частоты и периода сигналов, оценки погрешности (неопределенности) результатов измерений и их оформление.

2. Программа лабораторной работы

2.1 Измерение частоты и периода источника гармонических колебаний с помощью цифрового частотомера.

2.2 Измерение периода и частоты гармонических колебаний с помощью цифрового периодомера.

2.3 Измерение частоты и периода гармонических сигналов резонансным частотомером.

3. Описания средств измерения лабораторного стенда.

Электронный цифровой частотомер.

Модель электронного цифрового частотомера служит для измерения частоты и периода периодических электрических сигналов.

Тумблер (1) «сеть» для включения питания;

Световые индикаторы включения питания кварцевого генератора «Кв. ген.» (2) и работы блока автоматики «Счет» (3);

Восьмиразрядный индикатор (4) цифрового отсчетного устройства;

Переключатель (5) выбора рода работы;

Многопозиционный кнопочный переключатель (6) выбора времени измерения (усреднения) – («Время счета, ms») в режиме измерения «частота» либо для выбора множителя периода «множитель» для режима измерения «период»;

Многопозиционный кнопочный переключатель (7) выбора периода следования счетных импульсов «Метки времени», используется в режиме измерения «период»;

---

Регулятор (8) «уровень» - в работе не используется.

Ниже приведены некоторые метрологические характеристики модели:

Таблица.1

Параметр	Величина
диапазон рабочих частот	от 10 Гц до 10 МГц
входное напряжение	не менее 3 В не более 10 В
входное сопротивление	не менее 1 МОм
относительная нестабильность частоты внутреннего опорного генератора	±1,510-6
относительная погрешности (неопределенности) уровня запуска (формирования)	310-3

Рисунок.1 Модель электронно-счетного цифрового частотомера –периодомера.
Генератор сигналов синусоидальной формы.

Модель генератора сигналов синусоидальной формы служит для формирования гармонического электрическо­го сигнала с регулируемыми параметрами.

На лицевой панели модели генератора сигналов расположены:

• Тумблер (1) «вкл» для включения питания;

• декадный переключатель (2) частоты выходного сигнала «Множитель»;

• ручка (3) плавной регулировки частоты выходного сигнала «Частота»;

• ручка (4) плавной регулировки уровня выходного сигнала «Амплитуда»;

• стрелочный индикатор (5) амплитуды выходного сигнала

• электрический разъем (6) «Выход» - для подключения приемника гармонического сигнала;

• цифровой индикатор частоты выходного сигнала (7).
Ниже приведены некоторые метрологические характеристики модели:
Таблица.2

Параметр	Величина
диапазон рабочих частот	от 1 Гц до 100 кГц
выходное напряжение	от 0 В до 5 В
погрешность установки частоты выходного сигнала	не более 1 %

---

Рисунок.2 Модель генератора гармонических сигналов
Электронный аналоговый резонансный частотомер.

Модель электронного аналогового резонансного частотомера служит для измерения частоты гармонических электрических сигналов.

На лицевой панели модели резонансного частотомера расположены:

Тумблер (1) «СЕТЬ» для включения питания (со световым индикатором);

Ручка (2) ступенчатого переключателя частотных диапазонов входного сигнала;

Ручка (3) плавной регулировки настройки резонанса колебательного контура;

Индикатор (4) уровня напряжения в колебательном контуре (индикатор резонанса);

Электрические разъемы (5) для подключения входного сигнала;

Цифровой индикатор частоты измеряемого сигнала (6).

Ниже приведены некоторые характеристики модели:
Таблица.3

Параметр	Величина
диапазон рабочих частот	от 1 Гц до 100 кГц
класс точности	1%
входное сопротивление	не менее 1 МОм
входное напряжение	не менее 20 мВ и не более 10 В

---

Рисунок.3 Модель резонансного частотомера
4. Расчетные формулы

4.1 Связь оценок погрешности (неопределенности) измерений частоты и периода.

Так как частота и период связаны соотношением:

,

то, зная оценку погрешности (неопределенности) одного параметра, легко оценить погрешности (неопределенности) другого, воспользовавшись методикой оценки погрешности (неопределенности) косвенных измерений:

,

или

,

где - граница абсолютной погрешности (неопределенности) измерения периода;

- граница абсолютной погрешности (неопределенности) измерения частоты.

Перейдя к относительным неопределенностям периода и частоты , получим:
.
4.2 Оценка погрешности (неопределенности) измерения частоты цифровым частотомером.

Относительная погрешности (неопределенности) измерения частоты частотомером складывается из двух компонентов: относительной погрешности (неопределенности) частоты образцового (обычно кварцевого) генератора частотомера и относительной погрешности (неопределенности) дискретизации (квантования) , вызванной тем, что аналоговую величину представляют целым числом импульсов .

---

.
Значение задано в метрологических характеристиках частотомера, вычисляют, пользуясь выражением

где - измеренное значение частоты;

- время счета, установленное на частотомере.

Исходя из (7.5): .

4.3. Оценка погрешности (неопределенности) измерения периода

цифровым периодомером.

Относительная погрешности (неопределенности) измерения периода периодомером складывается из трех компонентов: относительной погрешности (неопределенности) частоты образцового (обычно кварцевого) генератора прибора , относительной погрешности (неопределенности) уровня запуска (формирования), вызванной наличием шумов в исследуемом сигнале и нестабильностью порога срабатывания формирующего устройства и относительной погрешности (неопределенности) дискретизации (квантования) , вызванной тем, что аналоговую величину представляют целым числом импульсов .

Предел допускаемой относительной погрешности измерения периода оценивают по формуле


где - относительная погрешность (неопределенность) частоты образцового (обычно кварцевого) генератора частотомера, она указана в метрологических характеристиках прибора;

- относительная погрешность (неопределенность) уровня запуска (формирования), вызванная наличием шумов в исследуемом сигнале и нестабильностью порога срабатывания формирующего устройства в периодомере, она указана в метрологических характеристиках прибора;

---

Смотрите также файлы

• Реклама со времен своего появления прошла долгий путь становления как основное и самостоятельное звено маркетинговых коммуникаций, но не утратила первоначальных свойств.docx

• Программа по предмету структура и содержание. На лекции.docx

• органы кроветворения.pdf

• Жизнедеятельность клетки.docx

• Автономная некоммерческая организация высшего образования волгоградский институт бизнеса центр по работе со студентами.docx