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=((fx–f)/f)·100%, (6.1)
где fx – 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=((Tx–T)/T) ·100%, (6.2)
где Тх – период сигнала по индикатору генератора Г5-75; Т – период, измеренный частотомером.
8. Установить значение Тx 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 fx=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.