Хостинг от HOST PROM - это надежное место для Ваших проектов !

 


Министерство Образования РФ

Чебоксарский Филиал (институт) Московского Государственного Открытого Университета

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ "МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ"

НА ТЕМУ: "МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ"

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧЕБОКСАРЫ  2000МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Частотойколебаний называют число полных колебаний в единицу времени:

f=n/t (1)

где t—время существования п колебаний.

Для гармонических колебаний частотаf = 1/T, где Т — период колебаний.

Единица частоты герц определяетсякак одно колебание в одну секунду. Частота и время неразрывно связаны междусобой, поэтому измерение той или другой величины дикту­ется удобствомэксперимента и требуемой погрешностью измерения. В Международной системе единицСИ время является одной из семи основных физических величин. Частотаэлектромагнитных колебаний связана с периодом колебания Т и длиной однородной плоской волны в свобод­ном пространстве l следующимисоотношениями: fT = 1 и  fl = с, где с—скорость света, равная 299 792,5 ± 0,3 км/с.

Спектр частот электромагнитныхколебаний, исполь­зуемых в радиотехнике, простирается от долей герца до тысячгигагерц. Этот спектр вначале разделяют на два диапазона — низких и высокихчастот. К низким частотам относят и нфра звуковые (ниже 20 Гц), звуковые (20—20 000 Гц) и ультразвуковые (20—200 кГц). Высокочас­тотный диапазон, в своюочередь, разделяют на высокие частоты (20 кГц — 30 МГц), ультравысокне (30 —300 МГц) и сверхвысокие (выше 300 МГц). Верхняя граница сверхвысоких частотнепрерывно повышается и в настоящее время достигла 80 ГГц (без учетаоптического диапазона). Такое разделение объясняется разными способами получе­нияэлектрических колебаний и различием их физических свойств, а такжеособенностями распространения на рас­стояние. Однако четкой границы между отдельнымиучаст­ками спектра провести невозможно, поэтому такое деление в большой степениусловно.

 

МЕТОД ПЕРЕЗАРЯДД КОНДЕНСАТОРА

Присоединимконденсатор, емкость которого С, кисточ­нику напряжения U. Конденсатор зарядится, и в немнако­пится количество электричества q = CU. Есликонденсатор переключить на магнитоэлектрический измеритель тока, то через негопройдет количество электричества q,вызвав отклонение указателя. Если конденсатор поочередно при­соединять кисточнику напряжения для заряда и к измери­телю тока для разряда с частотойпереключения f раз в секунду, то количество электричества, проходящее черезамперметр при разряде, будет в f раз больше: fq = fCU = I, где I —среднее значение тока разряда. Отсюда следует, что ток в такойсхеме прямо пропорционален частоте пере­ключения и при постоянном произведении CU шкалу амперметра можно градуировать вединицах частоты:

f=I/(CU) (2)

Рис. 1.Структурная схема конденсаторного

частотомера

Структурная схема конденсаторного частотомера, в кото­ром использован этот метод (рис. 11), состоит из усилителя-ограничителя УО и Зарядно-разрядного устройства ЗРУ с магнитоэлектрическим индикатором. Кроме того, имеется генератор Гк для калибровки частотомера на одной фиксированной частоте. На  вход частотомера поступает напряжение измеряемой частоты. В усилителе-ограничителе оно принимает форму меандра. Меандр управ­ляет зарядно-разрядным устройством, схема которого приведена на рис. 2.

Рис. 2. Схема счетного устройства конден­саторного частотомера

Транзистор Т работает в режиме ключа: когда он за­крыт, один ii3 конденсаторов С заряжается через резистор R, а когда транзистор открыт, тот же конденсатор разря­жается через транзистор. Зарядный ток протекает через магнитоэлектрический миллиамперметр, градуированный в единицах частоты. Конденсаторы С переключаются: минимальная и максимальная емкость определяет диапазон измеряемых частот, а число конденсаторов — число под-диапазонов.

Значение напряжения, до которого заряжается конден­сатор данного поддиапазона, в зависимости от измеряемой частоты и значения емкости конденсатора изменяется, и градуировка шкалы частотомера нарушается. Для устра­нения этого явления в зарядно-разрядном устройстве предусмотрена стабилизация напряжения заряда, которая осуществляется стабилитроном Дз; напряжение питаниятакже стабилизируется с помощью стабилитронов Д1 и Д2 Нижний предел измеряемых частот составляет 10 Гц;

при более низких частотах подвижная часть магнитоэлектри­ческого индикатора будет совершать механические колеба­ния в такт с измеряемой частотой. Верхний предел зависит от постоянной времени цепи заряда, определяемой не только сопротивлением резистора R и минимальной емко­стью конденсатора С, но и монтажными емкостями элемен­тов зарядно-разрядного устройства, и не превышает 1 МГц. Погрешность измерения зависит от класса точности миллиамперметра, остаточной нестабильности напряжения заряда конденсатора и составляет 1-2 %.

РЕЗОНАНСНЫЙ МЕТОД

И

Овал: И

fx

 

ЭСв

 

ИК

 

ЭСв

 
Резонансный метод измерения частоты заключается в сравнении измеряемой частоты с собственной резонансной частотой градуированного измерительного колебательного

Рис. 3.Структурная схема измерения частоты резонансным методом

Рис. 4. Схемарезонансного частотомера

контура.Этот метод применяется в диапазоне высоких и сверхвысоких частот. Структурнаясхема его реализации приведена на рис. 3. Источник напряжения измеряемойчастоты fx с помощьюэле­мента связи ЭСв соеди­няется спрецизионным из­мерительным контуром ИК, которыйнастраивается в резонанс с частотой fx  Момент резонанса фиксируется по максимальномупо­казанию индикатора, при­соединенного к контуру через второй элемент связи.Из­меряемая частота определяется по градуированной шкале микрометрическогомеханизма настройки с большим числом отсчетных точек. Контур и индикаторконструктивно объеди­нены в устройство, называемое резонансным частотомером. Если шкала механизма настройкиградуирована в длинах волн, то такое устройство называют резонансным волноме­ром.

Схема резонансного частотомера(рис. 4) позволяет выявить источники погрешности измерения. Погрешностьградуировки определяется качеством механизма настройки;

ее можноуменьшить путем предварительной градуировки шкалы частотомера с помощьюобразцовой меры. Неста­бильность частоты измерительного контура возникает вслед­ствиеизменения его геометрических размеров под влиянием изменения температурыокружающей среды; ее можно вычислить по следующей формуле:

где Df — отклонение частоты отрезонансной под влиянием изменения температуры на DT, К; a линейный темпе­ратурный коэффициент расширения материалаконтура; k — конструктивный коэффициент. Нестабильность настройки кон­туравозникает также при изме­нении вносимых реактивных со­противлений со стороныисточника fx и индикатора. Активные вноси­мые сопротивления уменьшают доб­ротностьконтура.

Рис.5 резонансная кривая колебательного контура

Уменьшениевлияния вносимых сопротивлений достигается ослаблением связи с источником fx и индикатором.

Неточность фиксации резонансаопределяется значением добротности контура  Q нагруженного измеритель­ногоконтура и разрешающей способностью индикатора. Из уравнения резонансной кривой(рис. 5) можно по­лучить формулу для расчета относительной погрешности отнеточности фиксации резонанса:

(3)

где U0 показаниеиндикатора при резонансе; Upпоказаниепри расстройке измерительного контура наDf.

Измерительный контур резонансногочастотомера в зави­симости от диапазона частот, для которого он предназначен,выполняется с сосредоточенными или распределенными параметрами. Резонансныечастотомеры с сосредоточенными параметрами в настоящее время полностьювытеснены циф­ровыми частотомерами, а с распределенными параметрами широкоприменяются в диапазоне СВЧ.

Резонансныечастотомеры характеризуются диапазоном измерения частот, погрешностью и чувствительностью, т.е. минимальной мощностью, поглощаемой от источника измеряемойчастоты, необходимой для уверенного отсчета показаний индикатора при резонансе.

Резонансные частотомеры с распределенными парамет­рами. Колебательный контур частотомера выполняют либо в виде отрезка коаксиальной линии, либо в виде объемного резонатора. Настройка коаксиальной линии производится изменением ее длины, объемного резонатора — изменением его объема.

Частотомеры с распределенными параметрами связы­вают с источниками измеряемой частоты через штыревую или рупорную антенну или через элементы связи в виде

 

Рис. 6. Четвертьволновый резонансный частотомер

Рис. 7. Резонансный часто­томер

с нагруженной линией

петель; зондов, щелей и круглых отверстий. На входе частотомера часто включают аттенюаторы с переменным ослаблением для регулировки входной мощности. Иногда применяют направленные ответвители.

Индикатор частотомера состоит из полупроводникового (германиевого или кремниевого) диода и магнитоэлектри­ческого микроамперметра большой чувствительности. Связь диода с измерительным контуром осуществляется через петлю связи, располагаемую внутри коаксиальной линии или объемного резонатора. Если частотомер предназначен для использования при импульсной модуляции, то видео­импульсы, получившиеся после детектирования диодом, поступают на транзисторный усилитель и амплитудный

Страниц (2):  [1] 2


 


Быстрый хостинг
Быстрый хостинг - Скорость современного online бизнеса

 

Яндекс.Метрика

Load MainLink_Second mode.Simple v3.0:
Select now URL.REQUEST_URI: webknow.ru%2Ftsifrovie_00002.html
Char set: data_second: Try get by Socet: webknow.ru%2Ftsifrovie_00002.html&d=1
					  

Google

На главную Авиация и космонавтика Административное право
Арбитражный процесс Архитектура Астрология
Астрономия Банковское дело Безопасность жизнедеятельности
Биографии Биология Биология и химия
Ботаника и сельское хозяйство Бухгалтерский учет и аудит Валютные отношения
Ветеринария Военная кафедра География
Геодезия Геология Геополитика
Государство и право Гражданское право и процесс Делопроизводство
Деньги и кредит Естествознание Журналистика
Зоология Издательское дело и полиграфия Инвестиции
Иностранный язык Информатика, программирование Исторические личности
История История техники Кибернетика
Коммуникации и связь Косметология Краткое содержание произведений
Криминалистика Криптология Кулинария
Культура и искусство Культурология Литература и русский язык
Литература зарубежная Логика Логистика
Маркетинг Математика Медицина, здоровье
Международное публичное право Частное право Отношения
Менеджмент Металлургия Москвоведение
Музыка Муниципальное право Налоги
Наука и техника Новейшая история Разное
Педагогика Политология Право
Предпринимательство Промышленность Психология
Психология, педагогика Радиоэлектроника Реклама
Религия и мифология Риторика Сексология
Социология Статистика Страхование
Строительство Схемотехника Таможенная система
Теория государства и права Теория организации Теплотехника
Технология Транспорт Трудовое право
Туризм Уголовное право и процесс Управление
Физика Физкультура и спорт Философия
Финансы Химия Хозяйственное право
Цифровые устройства Экологическое право Экология
Экономика Экономико-математическое моделирование Экономическая география
Экономическая теория Этика Юриспруденция
Языковедение Языкознание, филология

design by BINAR Design