Слайд 1Измерение частоты
и периода сигнала
Основные методы и средства измерений
Слайд 2План урока
Контроль знаний (фронтальный опрос);
частота и период сигнала: общие сведения;
основные методы
и средства измерения частоты и периода сигнала;
контрольные вопросы;
задание на дом;
список использованных источников.
Слайд 3Частота и период электрического сигнала
Циклическая частота f – число колебаний в
единицу времени.
Период Т – интервал времени, через который мгновенное значение сигнала повторяется.
Т=1/f
Угловая частота гармонического сигнала ω:
ω=2πf
Слайд 4Исторически сложились следующие обозначения:
f – радиотехнические высокие частоты;
F – радиотехнические низкие
частоты;
T - период.
Для неграмонических колебаний справедливо лишь понятие периода, но не частоты.
Слайд 5Единицы измерения частоты и периода
Слайд 6Кратные и дольные единицы частоты и периода
Слайд 7Спектр частот
(по диапазонам)
Инфразвуковой:
ниже 20 Гц;
Звуковой: 20 Гц – 20 кГц;
Ультразвуковой: 20-200 кГц;
Высокочастотный: 200 кГц – 30 МГц.
СВЧ: свыше 30 МГц.
Слайд 8Основные методы измерения частоты
Слайд 9Основные характеристики частотомеров
При выборе прибора для измерений необходимо знать основные метрологические
характеристики:
диапазон измерения частот;
допустимая погрешность измерений;
чувствительность (минимальное напряжение или мощность, при которой может работать данный прибор).
Слайд 10Каталоговая классификация частотомеров
Ч1 – образцовые (стандарты частоты);
Ч2 – резонансные;
Ч3 – электронные;
Ч4
– гетеродинные волномеры;
Ч5 – преобразователи частоты;
Ч6 – синтезаторы, делители, умножители частоты.
В практике электротехнических измерений в большинстве случаев измеряют линейную частоту.
Слайд 11Резонансный метод измерения частоты
Этот метод относится к высоко- и сверхвысокочастотным методам
и заключается в сравнении измеряемой частоты fх с собственной резонансной частотой f0 измерительного колебательного контура или резонатора.
Погрешность резонансных частотомеров составляет порядка 1 %.
Слайд 13Обобщенная структурная схема резонансного частотомера
Слайд 15Достоинства резонансного метода измерения частоты:
простота и удобство в эксплуатации.
Недостатки:
узкие пределы измерений;
достаточно
высокая погрешность измерений.
Слайд 16Осциллографические методы измерения частоты
Частота может измеряться как величина, обратная периоду сигнала.
Слайд 17Осциллографический метод (метод фигур Лиссажу)
Сигналы измеряемой частоты fx и образцовой частоты
f0 подаются на каналы У и Х соответственно. Изменением образцовой частоты добиваются появления на экране неподвижной фигуры.
Слайд 18Метод фигур Лиссажу (продолжение)
Для определения fx проводят горизонтальную и вертикальную касательные
к фигуре и подсчитывают число касаний n с горизонталью и вертикалью. Соотношение частот определяется как отношение количества касаний с вертикалью к количеству касаний с горизонталью f0/fx=nB/nг.
Слайд 19Осциллографические методы относятся к лабораторным методам измерения частоты.
Их погрешность составляет
1,5-2,0 %.
Слайд 20Электронные цифровые частотомеры
В основу их работы положен метод дискретного счета.
Слайд 21Достоинства цифровых частотомеров
Высокая точность измерений
(погрешность 10-6…10-9);
успешное использование на низких и
высоких частотах;
субъективная ошибка оператора исключена;
возможность вывода данных на ПК;
возможность измерения не только частоты, но и длительности импульсов, соотношения частот, периода сигнала.
Слайд 22Цифровой частотомер АКИП 5102
Данный частотомер проводит измерения частоты, периода, длительности и
скважности импульсов, отношения частот, пикового напряжения.
Слайд 23Задание на дом
Шишмарев В.Ю. Измерительная техника, – М.: Академия, 2010. Стр.167-186;
Хрусталева
З.А. Электротехнические измерения, – М.: КноРус, 2011 Стр.127-137;
Работа со справочными пособиями «Устройство резонансного частотомера»
Слайд 24Контрольные вопросы
Какую физическую величину называют частотой сигнала?
Каковы формулы частоты и периода
повторения сигналов?
В каких единицах измеряются частота и период сигнала в системе СИ?
Какие основные методы используются для измерения частоты и периода сигналов?
Какие метрологические характеристики приборов нужно знать при выборе для измерений частоты или периода сигнала?
Слайд 25Список использованных источников
Хрусталева З.А. Электротехнические измерения, – М.: КноРус, 2011 Стр.127-137;
Шишмарев
В.Ю. Измерительная техника, – М.: Академия, 2010. Стр.167-186;
Хромоин П.К. Электротехнические измерения, – М.: Форум, 2008.
http://www.anymer.ru