Измерение интервалов времени

 

При измерении Δt_x необходимо сформировать опорный (старт) и интервальный (стоп) импульсы, которые фиксируют интервал времени измерения. Эти импульсы формируются с помощью ФУЗ и ФУ4, включенных на входах 3 и 4 ЦЧ. Счету подвергаются импуль­сы, сформированные по аналогии с режимом измерения Т_х.

Другие режимы работы ЦЧ

 

Многофункциональность ЦЧ не исчерпывается рассмотренными режимами работы. Как уже отмечалось, дополнение базовой схемы рис. 5.2 соответствующими преобразователями превращает ЦЧ в ЦВ и мультиметры. Кроме того, каждый ЦЧ имеет специальный выход сигналов БОЧ, т. е. может эксплуатироваться как источник сигналов стабильных частот. Предусматриваются также возмож­ность работы ЦЧ от внешнего источника опорной частоты, режим самоконтроля, вывод информации об измеряемой величине на внеш­нее регистрирующее устройство и возможность дистанционного управления работой. Часто ЦЧ применяются как счетчики числа электрических импульсов. Поэтому интервал времени измерения T_ипринято называть временем счета и устанавливать в наносекундах микросекундах, миллисекундах или секундах.

 

Основные параметры ЦЧ

 

Номенклатура параметров ЦЧ регламентируется ГОСТ 22335— 77 и соответствует комплексу общих параметров СИ (см. § 2.2). Спе­циальные пояснения необходимо сделать только в отношении погрешностей измерения f_x, Т_х, fjf₂ и At_x, так как они характеризуют возможности ЦЧ в каждом из рассмотренных режимов работы и по­зволяют уточнить принципиальные особенности, имеющие место при измерении низких и высоких частот.

Относительная погрешность измерения f_xнормируется величиной

(5.8)

где =k10ⁿ — составляющая, определяемая относительной по­грешностью по частоте опорного генератора БОЧ, причем k=1,0; 1,5; 2,0; 2,5 или 5,0, а п= — 4, —5 и т. д. Значение б₀ должно нормироваться для интервалов времени из следующего ряда: 10, 15, 30 мин; 1, 2, 8, 24 ч; 10, 15, 30 сут.; 6 и 12 мес.

Второе слагаемое в формуле (5.8) характеризует погрешность дискретности. Действительно, абсолютное значение этой погрешно­сти нормируется в общем случае как ± 1 младшего разряда счета (см. § 3.6.1), т. е. относительное значение, определяемое как 1/N, оказывается равным, согласно (5.4), второму слагаемому в форму­ле (5.8). Возникновение погрешности дискретности иллюстрируется рис. 5.3 и обусловлено несинфазностью сигналов И_х и и₂- При Т_И= =const эта погрешность обратно пропорциональна f_x, т. е. точное измерение низких частот сопряжено с ростом Т_ж. В ряде случаев требуемое значение Т_И может оказаться непомерно большим. На­пример, измерение f_x= 10 Гц с погрешностью дискретности 10~⁵ тре­бует, согласно (5.8), значения Т_я=10⁴ с, что нереально. На высоких частотах эта погрешность уменьшается, но возникают другие фак­торы, ограничивающие максимальное значение f_x.

Относительная погрешность измерения Т_х нормируется отдельно для гармонического и импульсного сигналов. В качестве примера рассмотрим импульсный сигнал, для которого с учетом (5.6)

(5.9)

Второе слагаемое в формуле (5.9) также характеризует погрешность дискретности и определяет границы измеряемых с требуемой точ­ностью значений Т_х. Эта же формула справедлива для оценки относи­тельной погрешности измерения Δt_x, но в случае, если Δt_x — дли­тельность импульса, появляется дополнительная составляющая 8д<> обусловленная крутизной фронта и спада импульса.

Относительная погрешность измерения f₁/f₂не содержит в отли­чие от формул (5.8) и (5.9) составляющей δ₀, так как БОЧ в этом режиме исключается из работы. Если при измерении f₁/f₂производится усреднение результатов измерений, то в соответствии с (5.7) и (5.6)