Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 8-5. МЕТОД ДИСКРЕТНОГО СЧЕТАПеременное напряжение, частоту которого
В частности, если Упрощенная структурная схема электронно-счетного частотомера показана на рис. 8-14, а. Основным элементом входного устройства Временной селектор (схема «И») ВС предназначен для пропускания импульсов Частота генератора с кварцевой стабилизацией обычно равна 1 или
Рис. 8-14. К измерению частоты электронно-счетным частотомером При таких длительностях времени счета невозможно измерять частоты, значение которых равно частоте Длительность калиброванного импульса, открывающего селектор, теперь
Управляющее устройство одновременно с воздействием на временной селектор выдает импульсы для автоматического сброса показания с табло цифрового индикатора и освобождения электронного счетчика от накопленной информации, а также для приведения в исходное состояние дешифратора ДШ и делителей частоты. В управляющем устройстве предусмотрена блокировка временного селектора на некоторый интервал времени, в течение которого сохраняются показания на цифровом табло. Этот интервал времени называется временем индикации и устанавливается (оператором) в пределах нескольких секунд. Частотомер может работать в автоматическом режиме, при ручном и дистанционном управлении. В автоматическом режиме счет импульсов производится каждый раз, когда заканчивается установленное время индикации. При ручном управлении счет выполняется один раз при нажиме на кнопку; время индикации не ограничивается. Интервал времени измерения Случайная погрешность измерения частоты в основном определяется погрешностью дискретности, т. е. погрешностью счета импульсов
Относительная погрешность
где Абсолютная погрешность дискретного счета Если синхронизировать начало времени счета
Рис. 8-15. К определению погрешности дискретности Максимальная погрешность дискретности возникает при потере одного периода измеряемых импульсов, т. е. одного импульса:
Кратковременная случайная нестабильность частоты кварцевого генератора обычно очень мала, например
При измерении низких частот число импульсов коэффициент деления Для обеспечения приемлемой погрешности измерения низких частот измеряют период. Принцип измерения периода аналогичен рассмотренному принципу измерения частоты, стой разницей, что временной селектор открывается импульсом, формируемым из напряжения измеряемого периода, а считаются так называемые метки времени — импульсы, полученные из напряжения генератора с кварцевой стабилизацией (рис. 8-16, б).
Рис. 8-16. К измерению периода электронно-счетным частотомером (периодоме-ром) Если на счетчик прошло
или измеренная низкая частота
Например, при Относительная погрешность измерения периода определяется аналогично формулам (8-8) и (8-9):
или
или
Из этих формул следует, что выполнять измерение периода вместо измерения частоты целесообразно только тогда, когда на счетчик за время счета, равное измеряемому периоду
а формула (8-10а) —
Погрешности при измерении частоты и периода одинаковы только на некоторой одной граничной частоте
откуда граничная частота
Если измеряемая частота Формула (8-10) справедлива, если можно пренебречь погрешностью срабатывания
Погрешность срабатывания изменяет измеряемый интервал времени (период), и ее значение определяется отношени ем напряжения сигнала к напряжению помехи
где Электронно-счетные частотомеры применяются не только для измерения частоты и периода. С их помощью можно измерять число импульсов, интервалы времени, отношение двух частот, а используя предварительное преобразование физических величин в частоту или интервалы времени, — скорость, давление, температуру. Общее число импульсов за некоторый интервал времени подсчитывается при открытом временном селекторе. Открывают и закрывают его вручную или дистанционно. На цифровом табло появляется текущее значение числа прошедших импульсов, а по окончании счета — их сумма Длительность интервала времени, длительность импульса или паузы между импульсами измеряют путем счета меток времени, прошедших через открытый временной селектор. Эти измерения аналогичны измерению периода, и потому относительная погрешность также выражается формулой (8-12). При недостаточной крутизне фронтов импульсов, определяющих границы измеряемого интервала времени, погрешность возрастает. Отношение двух частот определяют счетом числа импульсов, сформированных из напряжения более высокой частоты Относительная погрешность измерения отношения частот с учетом влияния помех
где Контроль работоспособности основных узлов частотомеров осуществляется подсчетом числа меток времени за установленный интервал времени счета генератора с кварцевой стабилизацией. При исправном частотомере Во всех рассмотренных видах измерений в работе участвуют одни и те же узлы электронно-счетного частотомера. Различие заключается лишь в их взаимодействии, которое можно изменять соответствующими органами управления. Поэтому частотомер и периодомер объединяют в одну конструкцию с двумя входами: А — для измерения частоты и счета импульсов и Для повышения точности измерений вместо внутреннего опорного генератора с кварцевой стабилизацией включают внешний стандарт частоты. Следует иметь в виду, что частота стандарта численно должна быть равной 10, где Максимальное значение измеряемой частоты определяется в основном быстродействием электронного счетчика, т. е. образующих его декадных делителей. Для расширения частотного диапазона во входном тракте применяют двоичные делители, быстродействие которых выше, чем декадных. Верхний предел измеряемых частот равен Каждый электронно-счетный частотомер можно использовать как источник серии стабильных частот, получаемых от кварцевого генератора, делителей и умножителей частоты. Современные цифровые частотомеры являются автоматическими приборами, отличающимися высокой точностью измерений, быстродействием, удобством отсчета и простотой работы с ними. Замена резонансных и гетеродинных частотомеров убыстряет измерение в 30—50 раз и снижает погрешность на 4-5 порядков. Наличие на выходе результата измерения в виде электрического кода позволяет использовать их в измерительно-информационных системах и автоматических системах управления. Достижения в области микроэлектроники позволили создавать электронно-счетные частотомеры на базе интетральных узлов (схем). Применение последних значительно увеличило надежность, уменьшило габариты, массу и потребляемую энергию.
|
1 |
Оглавление
|