Вопросы для самопроверки

1. Какими параметрами характеризуется переменное напряжение?

2. Поясните назначение блоков электронных вольтметров.

3. Как сравнить показания вольтметров разных типов?

4. Поясните понятия действующего, амплитудного, средневыпрямленного напряжений и связь между ними.

5. Для сигнала какой формы амплитудное, средневыпрямленное и действующее значения напряжения будут равны?

6. При каких параметрах двухполярной последовательности импульсов будут равны средневыпрямленное и действующее значения напряжения?

Рекомендуемый библиографический список:[1, 6].

Лабораторная работа№ 4 измерение частоты и интервалов времени цифровыми частотомерами

Цель работы:1) изучить метод дискретного счета при измерении частоты и интервалов времени; 2) научиться выполнять измерения цифровым частотомером; 3) научиться рассчитывать погрешности измерений.

Приборы:электронно-счетный частотомер Ч3-33, генератор импульсов Г5-56, генератор синусоидальных сигналов Г3-118.

Содержание работы:

1) изучить принцип работы цифрового частотомера в режимах измерения частоты, периода, временных интервалов, отношения частот;

2) ознакомиться с органами управления частотомера Ч3-33;

3) освоить порядок проведения измерений частотомером Ч3-33;

4) выполнить измерения частотных и временных параметров сигналов синусоидальной и импульсной формы;

5) выполнить расчет погрешности измерений;

6) сделать вывод о связи параметров частотомера, параметров исследуемого сигнала и величины погрешностей измерений.

4.1. Теоретическая часть

4.1.1. Общие сведения об измерениях частоты

Частота (период) является одним из важнейших параметров периодически изменяющегося напряжения или тока (в общем случае сигнала). Она характеризует число повторяющихся циклов сигнала в единице времени и может быть определена как величина, обратная длительности периода повторения сигнала . Единицей частоты служит герц (Гц). Она соответствует частоте такого сигнала, у которого период повторения равен одной секунде.

Гармонический сигнал, являясь простейшим периодическим колебанием, характеризуется угловой частотой , связанной с частотойсоотношением.

Непостоянство значения частоты во времени оценивается ее относительной нестабильностью,определяемой отношением изменения частоты за интервал временик некоторому мгновенному ее значению, выбранному на этом интервале:

.

Подобным соотношением можно оценить относительную погрешность формирования (или установки) частоты, а также погрешность измерения частоты, при этом значение будет отражать отклонение установленного или измеренного значения частоты от действительного ее значения.

В настоящее время широко используют осциллографические методы измерения частоты и метод дискретного счета. Осциллографические методы рассмотрены при выполнении лабораторной работы № 1 «Изучение осциллографа». Метод дискретного счета широко используется в цифровых измерительных приборах частоты, времени, напряжения и др.

4.1.2. Метод дискретного счета

В основу метода дискретного счета заложено определение (подсчет) числа циклов периодического сигнала в течение некоторого счетного устанавливаемого интервала времени. Этот метод позволяет решить и обратную задачу, т. е. измерение временных интервалов путем определения числа специально сформированных счетных импульсов на измеряемом интервале времени.

Допустим, имеется интервал времени (рис. 4.1,а), последовательность коротких импульсов с периодом следованияили частотой(рис. 4.1,б). Эти импульсы называют заполняющими, а частоту – частотой заполнения. Число импульсов, попавших во временной интервал, равно(рис. 4.1,в).

Соответствие между этими параметрами можно записать в виде выражения

.

По значению судят о результате измерения. При этом одна из двух других величин – измеряемая, неизвестная. Эту величину будем обозначать с индексом «», вторая – должна быть известна и определяться параметрами частотомера. Ее будем обозначать с индексом «».

Рис. 4.1. Метод дискретного счета

Использующие метод дискретного счета цифровые частотомеры в первую очередь выполняют измерение частоты периодических колебаний, также интервалов времени между характерными мгновенными значениями повторяющихся сигналов. Кроме того, они позволяют измерять отношение двух сравниваемых частот, могут выполнять роль счетчиков импульсов, применяться в качестве делителей частоты, служить источником напряжений высокостабильной частоты.