Указания к выполнению работы

1. Запустите программу лабораторной работы № 3.6 «Измерение частоты и периода электрических сигналов». На экране компьютера появится изображение виртуального лабораторного стенда (рис. 8).

2. Измерение частоты гармонического сигнала резонансным частотомером.

Включите генератор, установите амплитуду его выходного сигнала равной 5 В, а частоту – примерно 50 кГц. Включите резонансный частотомер. Подключите вход резонансного частотомера к выходу генератора, установив переключатель КУ в положение 2. С помощью переключателя в левом нижнем углу панели частотомера выберите предел измерений. Далее, плавно вращая большую ручку частотомера, добейтесь такого ее положения, при котором отклонение стрелки индикатора будет максимальным. В этом положении значение частоты контура частотомера равно измеряемой частоте. Отсчитайте и запишите значение измеренной частоты.

Значение измеряемой частоты равно произведению значения, отсчитанного по круговой шкале ручки, и множителя (×1, ×10, ×100, ×1000), задаваемого переключателем пределов. Переключатель, расположенный справа от входных клемм частотомера, позволяет плавно изменять частоту настройки контура на одно деление шкалы в большую или меньшую сторону.

3. Измерение частоты гармонического сигнала цифровым электронно-счетным частотомером.

3.1. Включите цифровой частотомер. Не изменяйте предыдущую настройку генератора (амплитуда выходного сигнала 5 В, частота 50 кГц). Подключите вход цифрового частотомера к выходу генератора, переведя переключатель КУ в положение 1. Переключатель «Род работы» частотомера переведите в положение «Частота».

3.2. Кнопочным переключателем в верхнем ряду выберите время счета 10 мc. Запишите показания частотомера.

Оставляя неизменными амплитуду и частоту сигнала на выходе генератора, последовательно повторите измерения при времени счета 10², 10³ и 10⁴ мс. Внимание! При времени счета 10⁴ мс дождитесь окончания измерения (порядка 20 с) и только потом снимайте показания. Об окончании измерения можно судить по изменению показаний в последнем разряде цифрового табло.

3.3. Выполните измерения согласно п. 3.2 последовательно устанавливая частоту сигнала 5 кГц, 1 кГц, 500 Гц, 50 Гц и 10 Гц.

4. Измерение периода гармонического сигнала цифровым частотомером.

4.1. Подключите вход цифрового частотомера к выходу генератора с помощью КУ. Установите амплитуду выходного сигнала генератора равной 5 В, а частоту – примерно 10 Гц.

4.2. Переведите переключатель «Род работы» частотомера в положение «Период». Выберите период меток времени Т ₀ = 1 мс (нижний ряд кнопок) и множитель 10² (верхний ряд кнопок). В каждом случае необходимо следить, чтобы нажата была только одна кнопка в ряду! Дождитесь окончания измерения и запишите значение периода. Внимание! Индикация знака «П» перед цифровой информацией свидетельствует о некорректных настройках частотомера.

4.3. Оставьте неизменными амплитуду и частоту сигнала на выходе генератора, а также значение множителя 10². Измерьте период сигнала при периодах меток времени 0,1 мс и 10 мкс. Запишите показания частотомера.

4.4. Оставьте неизменными амплитуду и частоту сигнала на выходе генератора, выберите период меток времени Т ₀ = 1 мс (нижний ряд кнопок). Измерьте период сигнала при значениях множителя 10², 10³, 10⁴. Запишите показания частотомера.

4.5. Выполните однократные измерения периода при частотах сигнала 50 Гц, 500 Гц, 5 кГц и 50 кГц. В каждом случае необходимо установить такие значения периода меток времени и множителя периода, при которых обеспечивается максимальное количество значащих цифр на цифровом табло.

Закройте приложение LabVIEW.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Описание принципа работы используемых средств измерения.

2. Результат измерения частоты резонансным частотомером.

3. Результаты измерения частоты и периода электронно-счетным частотомером (табл.1 и 2).

4. Рекомендации по выбору настроек электронно-счетного частотомера.

5. Выводы по работе.

 

Таблица 1. Результаты измерения частоты электронно-счетным частотомером

Показания частотомера	Время счета	Относительная погрешность, формула (1)	Абсолютная погрешность, Гц	Результат измерений

 

Таблица 2. Результаты измерения периода электронно-счетным частотомером

Показания частотомера	Период меток времени	Множитель периодов	Относительная погрешность, формула (2)	Абсолютная погрешность	Результат измерений, мс

 

Контрольные вопросы

1. В каких диапазонах частот можно производить измерения частотомерами, рассмотренными в работе?

2. Опишите принципы действия, параметры и области применения вибрационных, аналоговых стрелочных, конденсаторных, резонансных, гетеродинных, электронно-счетных частотомеров.

3. Что является указателем вибрационного частотомера?

4. Какой частотомер пригоден для измерений в гигагерцовом диапазоне частот?

5. Что общего и в чем различия принципа работы резонансных и гетеродинных частотомеров?

6. Из каких соображений выбираются настройки электронно-счетного частотомера при проведении измерений?

7. От каких факторов зависит погрешность измерения частоты электронно-счетным частотомером? Как снизить эту погрешность?

8. От каких факторов зависит погрешность измерения периода электронно-счетным частотомером? Как снизить эту погрешность?

9. Что такое режим “умножения” периода? Для чего он используется?

10. Что общего и в чем различия принципа работы электронно-счетного частотомера при измерении частоты и периода колебаний?