Реферат: Методы измерения частоты - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Методы измерения частоты

Банк рефератов / Информатика, информационные технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 748 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерство Образования РФ Чебоксарский Филиал (институт) Московского Государствен ного Открытого Университета РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ "МЕТРОЛОГИЯ И СТА НДАРТИЗАЦИЯ" НА ТЕМУ : " МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ " ЧЕБОКСАРЫ 2000 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Частотой колебаний называют число полных колебаний в единицу вре мени: f = n / t ( 1) где t — время существовани я п колебаний. Для гармонических колебаний ч астота f = 1/ T , где Т — период колебаний. Единица частоты герц определяется как одно колебание в одну секунду. Частота и время неразрывно связаны ме жду собой, поэтому измерение той или другой величины дикту ется удобств ом эксперимента и требуемой погрешностью измерения. В Международной си стеме единиц СИ время является одной из семи основных физических величи н. Частота электромагнитных колебаний связана с периодом колебания Т и длиной однородной плоской волны в свобод н ом пространстве l сле дующими соотношениями: fT = 1 и f l = с, где с— скорость света, равная 299 792,5 ± 0,3 км/с. Спектр частот электромагнитн ых колебаний, исполь зуемых в радиотехнике, простирается от долей герца до тысяч гигагерц. Этот спектр вначале разделяют на два диапазона — низ ких и высоких частот. К низким частотам относят и нфра звуковые (ниже 20 Гц), звуковые (20— 20 000 Гц) и ультразвуковые (20— 200 кГц). Высокочас тотный диапазон, в свою очередь, разделяют на высокие частоты (20 кГц — 30 МГц), ультравысокне (30 — 300 МГц) и сверхвысокие (выше 300 МГц). Верхняя граница сверхвысоких частот н епрерывно повышается и в настоящее время достигла 80 ГГц (без учета оптиче ского диапазона). Такое разделение объясняется разными способами получ е ния электрических колебаний и различием их физических свойств, а такж е особенностями распространения на рас стояние. Однако четкой границы м ежду отдельными участ ками спектра провести невозможно, поэтому такое д еление в большой степени условно. МЕТОД ПЕРЕЗАРЯДД КОНДЕНСАТОРА Присоединим конденсатор, емкость которого С, к источ нику напряжения U . Конденсатор з арядится, и в нем нако пится количество электричества q = CU . Если конденса тор переключить на магнитоэлектрический измеритель тока, то через него пройдет количество электричества q, в ызвав отклонение указателя. Если конденсатор поочередно при соединять к источнику напряжения для заряда и к измери телю тока для разряда с част отой переключения f раз в секу нду, то количество электричества, проходящее через амперметр при разряд е, будет в f раз больше: fq = fCU = I , где I — среднее значение тока разряда. Отсюда следу ет, что ток в такой схеме прямо пропорционален частоте пере ключения и пр и постоянном произведении CU шкалу амп ерметра можно градуировать в единицах частоты: f=I/(CU) (2) Рис . 1. Структурная схема конденсаторного частотомер а Структурная схема конденсат орного частотомера, в кото ром использован этот метод (рис. 11), состоит из у силителя-ограничителя УО и Зарядно-ра зрядного устройства ЗРУ с магнитоэле ктрическим индикатором. Кроме того, имеется генератор Г к для калибровки частотомера на одной фиксиро ванной частоте. На вход частотомера поступает напряжение измеряемой ча стоты. В усилителе-ограничителе оно принимает форму меандра. Меандр упра в ляет зарядно-разрядным устройством, схема которого приведена на рис. 2. Рис. 2. Схема счетного устройст ва конден саторного частотомера Транзистор Т работает в режиме ключа: когда он за крыт, один ii 3 конденсаторов С заряжается через резистор R , а когда транзистор открыт, тот же конденсатор разря жается через транзистор. Зарядный ток протекает через магнитоэле ктрический миллиамперметр, градуированный в единицах частоты. Конденс аторы С переключаются: минимальная и макс имальная емкость определяет диапазон измеряемых частот, а число конден саторов — число под-диапазонов. Значение напряжения, до кот орого заряжается конден сатор данного поддиапазона, в зависимости от из меряемой частоты и значения емкости конденсатора изменяется, и градуир овка шкалы частотомера нарушается. Для устра нения этого явления в заря дно-разрядном устройстве предусмотрена стабилизация напряжения заряд а, которая осуществляется стабилитроном Дз; напряжение питаниятакже стабилизируется с помощью стабилитрон ов Д1 и Д2 Нижний предел измеряемых частот составляет 10 Гц; при более низких частотах подви жная часть магнитоэлектри ческого индикатора будет совершать механич еские колеба ния в такт с измеряемой частотой. Верхний предел зависит от постоянной времени цепи заряда, определяемой не только сопротивлением резистора R и минимальной емко стью конденсатора С, но и монтажными емкостями элемен тов зарядно-разрядного устройства, и не п ревышает 1 МГц. Погрешность измерения зависит от класса точности миллиам перметра, остаточной нестабильности напряжения заряда конденсатора и составляет 1-2 %. РЕЗОНАНСНЫЙ МЕТОД f x ЭС в ИК ЭС в Резонансный метод измерения частоты заключается в сравнении измеряемой частоты с собственной резо нансной частотой градуированного измерительного колебательного Рис. 3. Структурная схема и змерения частоты резонансным методом Рис . 4. Схема резонансного частотомера контура . Этот метод применяется в диапазоне высоких и сверхвысоких частот . Структурна я схема его реализации приведен а на рис . 3. Источник напря жения измеряемой частоты fx с помощью эле мента связи ЭСв соеди няется с прецизионным из мерительным контуром ИК , который настраивается в резонанс с частотой f x Момент резонанса фиксируется по максимальному по казанию индикатора , при соединенного к контур у через второй элемент связи . Из меряемая частота определяется по градуированной шкале микрометрического механизма настройки с большим числом отсчетных точек . Контур и индикатор конструктивно объеди нены в устройство , называемое резонансны м часто томером . Е сли шкала механизма настройки градуирована в длинах волн , то такое устройство называют резонансным волноме ром . Схема резонансного частотоме ра (рис. 4) позволяет выявить источники погрешности измерения. Погрешност ь градуировки определяется качеством механизма настройки; ее можно уменьшить путем предва рительной градуировки шкалы частотомера с помощью образцовой меры. Нес та бильность частоты измерительного контура возникает вслед ствие изм енения его геометрических размеров под влиянием изменения температуры окружающей среды; ее можно вычислить по следующей формуле: где D f — отклонение частоты от резонансной под влиянием изменени я темпер атуры на D T , К ; a — линейный темпе ратурный коэффициент расширения материала контура ; k — конструктивный коэффициент . Нестаб ил ьность н астройки кон тура возника ет также при изме нении вносимых реактивных со противлений со стороны источника fx и индикатора . Активные вноси мые сопротивления уменьшают доб ротность контура . Рис .5 резонансная крив ая колебательного контура Уменьшение влияния вносимых с опротивлений достигается ослаблением связи с источником fx и индикатором. Неточность фиксации резонанс а определяется значением добротности контура Q нагруженного измеритель ного контур а и разрешающей способностью индикатора. Из уравнения резонансной крив ой (рис. 5) можно по лучить формулу для расчета относительной погрешности от неточности фиксации резонанса: (3) где U 0 — показание индикатор а при резонансе; U p — показание при ра сстройке измерительного контура на D f . Измерительный контур резонан сного частотомера в зави симости от диапазона частот, для которого он пр едназначен, выполняется с сосредоточенными или распределенными параме трами. Резонансные частотомеры с сосредоточенными параметрами в насто ящее время полностью вытеснены циф ровыми частотомерами, а с распределе нными параметрами широко применяются в диапазоне СВЧ. Резонансные частотомеры хара ктеризуются диапазоном измерения частот, погрешностью и чувствительностью, т.е . минимальной мощностью, поглощаемой от источника измеряе мой частоты, необходимой для уверенного отсчета показаний индикатора п ри резонансе. Резонансные часто томеры с распределенными парамет рами. Колебательный контур частотоме ра выполняют либо в виде отрезка коаксиальной линии, либо в виде объемно го резонатора. Настройка коаксиальной линии производится изменением е е длины, объемного резонатора — изменением его объема. Частотомеры с распределенным и параметрами связы вают с источниками измеряемой частоты через штырев ую или рупорную антенну или через элементы связи в виде Рис . 6. Четвертьволновы й резона нсный ча стотомер Рис. 7. Резонансный часто томер с нагруженной линией петель; зондов, щелей и круглых отверсти й. На входе частотомера часто включают аттенюаторы с переменным ослабле нием для регулировки входной мощности. Иногда применяют направленные о тветвители. Индикатор частотомера состо ит из полупроводникового (германиевого или кремниевого) диода и магнито электри ческого микроамперметра большой чувствительности. Связь диод а с измерительным контуром осуществляется через петлю связи, располага емую внутри коаксиальной линии или объемного резонатора. Если частотом ер предназначен для использования при импульсной модуляции, то видео им пульсы, получившиеся после детектирования диодом, поступают на транзис торный усилитель и амплитудный вольтметр. Параллельно последнему можн о включить осцил лограф. Коаксиальные частотомеры выпол няют в основном двух типов: четвертьволновые и с нагруженной линией. Четвертьволновый резонанс ный частотомер представляет собой разомкнутый отрезо к коаксиальной линии (рис. 6). Настройка его осуществляется с помощью микро метрического механизма со шкалой, градуированной в единицах длины I. Резонанс, в линии наступает при I, равной нечет ному числу четвертей длины волн ы. где п = 0, 1, 2 ... Отсчеты l 1 и l 2 соответствуют l /4 и 3 l / 4, поэтому их раз ность равн а половине длины волны. В общем случае Четвертьво лновые ч астотомеры применяются на часто та х 600 МГц — 10 ГГц . Погрешность измерения лежит в пределах 10 -3 -5*10 -4 . Резонансный частотомер с наг руженной линией отли чается от четвертьволнового тем, чт о разомкнутая коакси альная линия нагружается емкостью С, образуемой торцами внутреннего и наружного проводник ов (рис. 7). Резонанс в нагруженной линии наступает при выполнении условия где D — внутренний диаметр внешнего проводни ка ; d — внешний диаметр внутреннего проводника : с — волновое сопротивление линии . При настройке такого частотом ера одновременно изме няются и длина линии l , и емкость С. Перекрытие, по срав нению с четвертьволновым час тотомером, возрастает в 2— 3 раза. Двумя частотомерами с нагруженной лини ей пере крывается диапазон частот от 150 до 1500 МГц. Измеряемую частоту опред еляют с помощью градуировочных таблиц или графиков. Погрешность измере ния 5-10~ 3 . Резонансный частотомер с объемны м резонатором на страивается передвижением подвижного поршня (плунжера). Возбуждаемые внутри полости резонатора стоячие волны бывают различных типов. Это зависит от способа введения возбуждающего э лектромагнитного поля. При возбужде нии цилиндрического резонатора че рез отверстие в центре торцевой стенки (рис. 8, а) возникают колебания типа H 111 . Из электродинамики известно, что собствен ная длина волны, в резонаторе связана с его диаметром а и высотой I следующей завис имостью: ( L/ l ) 2 + l ,37( l / d ) 2 =(2/ л 111 ) 2 Если положить l= d, то л 111 =1,3 d . При возбуждении полости резонатора через отверстие в ее боковой стенке возникают колебания типа H 011 (рис. 8, б). Поле этих волн характерно от сутствием токов проводимости между торцевой и цилиндрической стенками резонатора, что позволяет применить для настройки бес контактный плунж ер. Проникающая при этом в нерабочее пространство за поршнем энергия пог лощается предусмотренным Рис. 8-8. Схемы частотомеров с объемными резонаторами для этой цели покрытием, нанесе нным на левую (рис. 8, б) поверхность плунжера. Зависимость собствен ной дли ны волны типа л 011 от размеров резонатора опре деляется выражен ием (l/ l ) 2 + 5,94 ( l /d) 2 =(2/ л 011 ) 2 Если для этого резонатора так же положить l = d , то л 011 » 0,76 d . Шкала настройки частотомеров с объемными резонато рами градуируется с помощью измерительного генер атора соответствующего диапазона частот. Следовательно, глав ным источ ником погрешности градуировки является по грешность установки частот ы по шкале генератора. Чтобы не усугублять погрешность измерения неточн остью настрой ки в резонанс, добротность объемного резонатора доводят д о очень высокого значения. Это достигается полировкой и золочением внут ренней поверхности резонатора; при этом добротность достигает 10 000— 30 000. Вс е же погреш ность составляет 10 - 3 — 10 -4 . К недостаткам частотомер ов с объемными резонаторами относится малое перекрытие, что приводит к н еобходимости иметь большое их число для измерения нужного диапазона ча стот. Частотомеры с распределенным и параметрами по спо собу включения в измеряемую цепь разделяют на прох одные и поглощающие. Проходной частотомер снабжен двумя элементами свя зи — входным для связи с электромагнит ным полем и выходным для связи с и ндикатором. Момент настройки в резон анс определяют по максимальному пока занию индикатора (рис. 9, а). Поглощаю щий частотомер имеет один элемент связи — входной, а Рис. 8-9. Проходной (а) и поглощаю щий (б) часто томеры индикатор включают в линию п ередачи (рис. 8-9, б). Пока частотомер не на строен в резонанс, показания индикатора максимальны; при настройке часть энергии пог лощается в резонаторе и показания индикатора уменьшаются. МЕТОД СРАВНЕНИЯ Метод сравнения для измерения частоты получил широ кое распростр анение, благодаря его простоте, пригодности для использования практиче ски в любом диапазоне частот и сравнительно высокой точности результат а измерения. Измеряемая частота определяется по равенству или крат ност и образцовой частоте. Следовательно, для измерения частоты f x . методом сравне ния необходимо иметь источник образцовых частот f обр индикатор равенства или крат ности f x . и f обр . В качестве источника образцо вых частот применяют образцовые меры частоты, так называемые стандарты частоты, с нестабильностью Ю- 9 — 10~ 11 за 1 сут. Для градуировки генераторов и змерительных сигналов используют синтезаторы частоты и другие генерат оры, погрешность установки частоты которых на порядок, а нестабильность частоты за 30 мин — на 3 порядка меньше, чем у градуируемого генератора. Индикатором равенства или кратн ости частот может быть осциллограф или нелинейный преобразователь час тоты; Рис . 10. К определению кратности частот в соответствии с этим метод с равнения для измерения час тоты реализуют двумя способами: осциллограф ическим и гетеродинным.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Лучше с хорошей женщиной на надувном матрасе, чем с надувной женщиной на хорошем матрасе.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по информатике и информационным технологиям "Методы измерения частоты", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru