Список литературы

1.  Бишард Е.Г. и др. Аналоговые электроизмерительные приборы: Учебн. пособие.– М.: Высшая школа, 1991

2.  Измерения в промышленности. Справочник. Книга 1 / Под ред. Д.И. Агейкина. – М.: Металлургия, 1990

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ АНАЛОГОВЫХ ЧАСТОТОМЕРОВ

Цель работы: ознакомление с методикой измерения с помощью гетеродинного частотомера и его свойствами; исследование выходных цепей измерительного генератора.

Описание гетеродинного частотомера

Принцип действия гетеродинного частотомера, структурная схема которого представлена на рисунке 4.1, заключается в сравнение измеряемой частоты с частотой маломощного перестраиваемого LC-генератора, который принято называть гетеродином. Это сравнение частот производится по методу нулевых биений.

Рисунок 4.1 – Структурная схема гетеродина

Схема состоит из:

L_Г – образцовая катушка индуктивности;

С_Г – емкость (лимб);

С_П – корректор;

ССЧ – схема сравнения частот;

ПЧ – преобразователь частот;

УНЧ – усилитель низких частот;

ИНБ – индикатор нулевых биений;

КГ – кварцевый генератор;

SA1 – переключатель.

Меняем частоту с помощью С_Г до достижения равенства f_X=f_Г, но в виду временного ухода частоты одного из генераторов на выходе схемы сравнения частот (ССЧ) время от времени будут появлятся небольшие резонансные частоты, которые называются нулевыми биениями. Градуировка С_Г выполнена в виде градуировочных таблиц, прилагаемых к прибору. Нулевые биения могут возникать не только при f_X=f_Г, а при равенстве их гармоник, т.е.

nf_X=mf_Г, (4.1)

где n, m – целые числа, номера гармоник сигналов измеряемой частоты и частоты гетеродина.

Недостаток гетеродинного частотомера: перед измерением необходимо ориентировочно априорно знать значение измеряемой частоты.

Гетеродинный частотомер обеспечивает высокую точность измерений ( = 0.01 %).

Для уменьшения погрешности меры производится калибровка частоты гетеродина перед измерением по более точной мере. Такой образцовой мерой по отношению гетеродина, является кварцевый генератор.

Измерения выполняются в следующем порядке:

1. Необходимо определить ориентировочное значение измеряемой частоты.

1. По ориентировочному значению частоты в градуированной таблице прилагаемой к прибору находят ближайшее значение проверочной точки частоты гетеродина. Это значение устанавливают по шкале частоты гетеродина. SА1 переводят в положение 2 и с помощью С_П добиваются нулевых биений.

2. Производят измерения следующим образом:

Устанавливают переключатель SА1 – в положение 1 и, перестраивая частоту гетеродина с помощью С_Г в области ориентировочных значений измеряемой частоты, добиваются нулевых биений. Нониусным методом отсчитывают это значение. Нониус – вспомогательная шкала, перемещающаяся по штанге штангенинструмента. Он позволяет отсчитывать доли деления основной шкалы. Нониусное устройство основано на разности интервалов делений основной шкалы и шкалы нониуса. Отсчет при измерении состоит в определении дробных долей миллиметра основной шкалы (рис. 4.2).

а – размер 0; б – размер 6,0; в – размер 6,3.

Рисунок 4.2 – Отсчеты по нониусу

Выполнив калибровку, прибор обеспечивает погрешность изменения частоты (0.01 – 0.005) %.

Диапазон измеряемых частот: (10⁵  10⁷) Гц.