Введение
УДК
621.317
К-652 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(Технический университет)
В.Ю.КОНЧАЛОВСКИЙ, В.Ф.СЕМЕНОВ, Ю.С.СОЛОДОВ
ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ И ИНТЕРВАЛОВ
ВРЕМЕНИ
Методическое руководство
к лабораторной работе № 13 по курсу
“Метрология и инженерный эксперимент”
для студентов электротехнических специальностей
Москва Издательство МЭИ 1999
УДК
621.317
К-652
УДК: 681.317.3(072)
Утверждено учебным управлением МЭИ
Рецензент: доцент, к.т.н. Н.А.Серов
Подготовлено на кафедре информационно-измерительной техники
Кончаловский В.Ю., Семенов В.Ф., Солодов Ю.С. Измерение частоты и интервалов времени: - Методическое руководство к лабораторной работе № 13 по курсу “Метрология и инженерный эксперимент”.-М.: Изд-во МЭИ, 1999. -12 с.
Предназначено для студентов электротехнических специальностей. Продолжительность лабораторного занятия - 4 часа.
Учебное издание
Вадим Юрьевич Кончаловский
Вячеслав Федорович Семенов
Юрий Серафимович Солодов
Измерение частоты и интервалов времени. Методическое руководство к лабораторной работе № 13 по курсу “Метрология и инженерный эксперимент”.
Редактор издательства Е.Н.Касьянова
ЛР № 020528 от 05.06.97
Подписано к печати 13.05.99
Формат 60´84/16
Печ. л. 0,75
Тираж 300 Изд. № 72
Издательство МЭИ, 111250, Москва, Красноказарменная, д. 14.
Ó Московский энергетический институт, 1999
Введение
Целью работы является закрепление теоретических знаний в области цифровых измерительных приборов частотно-времен-ной группы и получение навыков практической работы с одним из них.
1. Цифровые частотомеры
Среди цифровых приборов частотно-временной группы электронно-счетные частотомеры (в дальнейшем цифровые частотомеры - ЦЧ) являются наиболее распространенными, что объясняется, их универсальностью, высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками.
В основу построения ЦЧ положены общие принципы, позволяющие реализовать ряд режимов работы прибора для измерения нескольких величин.
Функционально полные ЦЧ позволяют измерять следующие величины: частоту, период, отношение двух частот (иногда выраженное в процентах), длительность импульса или интервала времени, задаваемого пользователем; предусматриваются также режим счета событий (импульсов) и использование ЦЧ как источника сигналов с известными (калиброванными) частотами. Режимы работы задаются и выбираются положением ряда переключателей (механических или электронных) и других органов управления.
В более простых вариантах исполнения ЦЧ используются для измерения меньшего числа величин (например, одной или двух).
В любом режиме часть структуры ЦЧ остается неизменной и в ней происходит счет числа импульсов , пропорционального измеряемой величине. Эти импульсы проходят через электронный ключ ЭК, находящийся в замкнутом состоянии, на счетчик импульсов СИ. Код числа, образующийся в СИ, поступает на цифровое отсчетное устройство ЦОУ. В состав ЦОУ входит многодекадный цифровой индикатор с перемещающейся, запятой и, как правило, индикатор с обозначением единиц измерения.
Время замкнутого состояния ЭК, называемое временем счета СЧ, определяется родом измеряемой величины, а его конкретное значение рядом соображений, о которых будет сказано ниже.
Измерение частоты.Структурная схема ЦЧ в этом режиме работы приведена на рис.1 а. Напряжение измеряемой частоты fx (рис.1б) подается на вход формирующего устройства (ФУ), назначение которого - формирование сигнала стандартной формы при достаточно произвольной форме входного сигнала. Обычно в состав ФУ входят усилитель-ограничитель, обеспечивающий заданную амплитуду своего выходного сигнала, и формирователь для обеспечения малой длительности фронта и среза импульсов на выходе ФУ. Частота этих импульсов равна частоте входного сигнала (рис. 1в). Эти импульсы проходят через ЭК на СИ в течение времени счета Тс , которое задается генератором опорной частоты ГОЧ и делителем частоты ДЧ. Частота ГОЧ стабилизирована кварцевым резонатором. Необходимое Тсвыбирается переключателем ВРЕМЯ СЧЕТА. При каждом запуске прибора на выходе ДЧ появляется один импульс (рис. 1в), под действием которого замыкается ЭК.
Число импульсов Nx, прошедшее на СИ, определяется приближенной формулой
|
|

а значение измеряемой частоты
Измерение периода.Структура ЦЧ в этом режиме приведена на рис. 2а. В этом режиме время замкнутого состояния ЭК задается периодом (или n периодами). Входной сигнал, период которого Tx измеряется (рис. 26) так же, как и при измерении частоты, подается на вход ФУ. Выходной сигнал ФУ (рис. 2в) поступает на делитель частоты ДЧ (множитель периодов Tx). Число n (обычно n - это 1, 10, 102, 103 или 104 ) выбирается переключателем ВРЕМЯ СЧЕТА, т.е., пТx. При запуске на выходе ДЧ появляется импульс по длительности равный пТx (рис. 2г), в течение которого СИ подсчитывает прошедшие за это время импульсы с известным периодом следования Tтакт (рис. 2д), называемые часто «метками времени».