Разработка сенсора на поверхностно-акустических волнах. Автоматизация измерительной установки (стр. 3 из 9)

Описание приборов и материалов

Для измерения частоты ПАВ в работе использовался частотомер электронно-счетный Ч3-54, характеристики которого представлены ниже:

Рисунок 3 Внешний вид частотомера Ч3-54

Назначение:

1. Частотомер электронно-счетный 43-54 предназначен для:

- измерения частоты синусоидальных и частоты следования импульсных сигналов;

- измерения периода синусоидальных и периода следования импульсных сигналов;

- измерения длительности импульсов и интервалов времени;

- измерения отношения частот электрических сигналов;

- суммирования электрических сигналов;

- деления частоты электрических сигналов;

- выдачи напряжений опорных частот;

- работы со сменными блоками.

2. Прибор по условиям эксплуатации предназначен для работы в условиях:

- температура окружающей среды от 243 до 323 К (от минус 30 до +50°С);

- повышенная влажность до 98% при температуре до 308 К (+35°С).

3. Прибор питается от сети переменного тока напряжением (220 ± 22) В частотой (50±0,5) Гц; (220±11) В или (115±6) В частотой (400_-12⁺²⁵ ) Гц.

4. В приборе предусмотрена возможность работы со сменными блоками и другими приборами.

Применение сменных блоков и других приборов позволяет производить измерение частоты в широком диапазоне и значительно расширяет возможности прибора.

При работе со сменным блоком усилителем широкополосным ЯЗЧ-31/1 прибор измеряет частоту синусоидальных сигналов в диапазоне от 0.1 до 60 МГц при уровне входного сигнала от 1 мВ до 10 В.

При работе со сменным блоком преобразователем частоты ЯЗЧ-41 прибор измеряет частоту синусоидальных сигналов в диапазоне от 0,1 до 1 ГГц при уровне входного сигнала от 0.05 до 1 В.

При работе со сменным блоком преобразователем частот ты ЯЗЧ-42 прибор измеряет частоту синусоидальных сигналов в диапазоне от 1 до 5 ГГц при уровне входного сигнала от 0.2 до 10 мВт.

При работе со сменным блоком преобразователем частоты ЯЗЧ-43 прибор измеряет частоту синусоидальных сигналов в диапазоне от 4 до 12 ГГц при уровне входного сигнала от 0.2 до 5 мВт.

При работе со сменным блоком преобразователем частоты автоматическим ЯЗЧ-72 прибор измеряет частоту синусоидальных сигналов от 0.3 до 7 ГГц при уровне входного сигнала от 0.2 до 5 мВт.

При работе со сменным блоком преобразователем частоты автоматическим ЯЗЧ-72 или преобразователем частоты ЯЗЧ-42 и преобразователем частоты Ч5-13 измеряется частота синусоидальных сигналов в диапазоне от 10 до 78.33 ГГц при уровне входного сигнала от 0,1 до 5 мВт (10 – 37.5) ГГц, от 0.5 до 5 мВт (37.5 - 70) ГГц и от 1 до 5 мВт (70 – 78.33) ГГц.

При работе со сменным блоком преобразователем частоты ЯЗЧ-87 прибор измеряет частоту синусоидальных сигналов и несущую частоту импульсно-модулированных сигналов от 0.07 до 12 ГГц при уровне входного сигнала от 0.1 до 5 мВт.

При работе со сменным блоком преобразователем частоты ЯЗЧ-88 прибор измеряет частоту синусоидальных сигналов и несущую частоту импульсно-модулированных сигналов от 8 до 18 ГГц при уровне входного сигнала от 0.4 мВт до 5 мВт.

5. Прибор может применяться для настройки, испытаний и калибровки различного рода приемо-передающих трактов, фильтров, генераторов, для настройки систем связи и других устройств.

Технические данные

1. Прибор измеряет:

· по ВХОДУ А частоту синусоидальных сигналов:

- в диапазоне от 0.1 Гц до 420 МГц при напряжении входного сигнала от 0.1 до 100 В эфф.;

-в диапазоне от 120 до 150 МГц при напряжении входного сигнала от 0.2 до 3 В эфф.;

· по ВХОДУ Д частоту синусоидальных сигналов в диапазоне от 50 до 300 МГц при напряжении входного сигнала 0.2 до 3 В эфф.;

· по ВХОДУ А частоту следования импульсных сигналов любой полярности, имеющих не более двух экстремальных значений за период, в диапазоне от 0.1 Гц до 120 МГц при напряжении входного сигнала от 0,3 до 100 В.

2. Относительная погрешность измерения частоты синусоидальных и импульсных сигналов df в пределах значений, рассчитанных по формуле:

где d₀ - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого, генератора или внешнего источника, используемого вместо внутреннего генератора;

f_изм – измеряемая частота, Гц;

t_cч – время счета, с.

3. Номинальное значение частоты кварцевого генератора - 5 МГц. Пределы корректировки частоты кварцевого генератора при выпуске прибора не менее ±5•10^-7 относительно номинального значения частоты.

Действительное значение частоты кварцевого генератора при выпуске прибора установлено с погрешностью в пределах ±2•10^-8 относительно номинального значения частоты после времени установления рабочего режима.

4. Максимальная относительная погрешность по частоте кварцевого генератора после времени установления рабочего режима не должна быть более:

± 1.5×10^-7 в течение 1 месяца;

±2.5×10^-7 в течение 6 месяцев;

±5×10^-7 в течение 12 месяцев,

Время 1, 6 и 12 месяцев отсчитывается с момента установки действительного значения частоты с погрешностью в пределах ±2×10^-8.

5. Относительное изменение среднего значения частоты выходного сигнала кварцевого генератора за 1 сутки в пределах:

после времени установления рабочего режима ±2×10^-8;

после 24 часов непрерывной работы ± 1×10^-8;

после 72 часов непрерывной работы ±5×10^-8.

6. Среднеквадратическая относительная случайная вариация частоты кварцевого генератора при окружающей температуре, поддерживаемой с точностью ±1°С, после времени установления рабочего режима не должна быть более:

±1×10^-10 за 1 с;

±1×10^-10 зa 10 с;

±3×10^-9 за 1 ч.

7. Температурный коэффициент частоты кварцевого генератора в пределах:

±1×10^-9 на 1°С (для приборов с приемкой представителя заказчика);

±3×10^-9 на 1°С (для остальных потребителей).

8. Прибор измеряет по ВХОДУ Б единичный и усредненный (коэффициент усреднения равен 10, 10², 10³ и 10⁴) период сигналов синусоидальной, и импульсной формы любой полярности при длительности импульсов не менее 0.1 мкс в диапазоне частот от 0 до 1 МГц. Напряжение входного сигнала:

от 0.1 до 100 В эфф. для сигнала синусоидальной формы;

от 0.3 до 100 В для сигнала импульсной формы.

9. Относительная погрешность измерения периода d_т синусоидальных сигналов должна быть в пределах значений, рассчитанных по формуле:

где d₀ - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого, генератора или внешнего источника, используемого вместо внутреннего генератора;

n - число усредняемых периодов (множитель периода);

Т_такт - период частоты заполнения (метки времени);

Т_изм - измеряемый период;

d_з - относительная погрешность уровня запуска, определяемая по формуле:

где U_ш - амплитуда шумового сигнала, В;

U_c - амплитуда входного сигнала, В.

Значения относительной погрешности d_з в зависимости от соотношения

приведены ниже

, дБ	20	40	60
dз	3×10-2	3×10-3	3×10-4

Относительная погрешность измерения периода импульсных сигналов при длительности фронтов импульсов не более половины периода сигнала заполнения - в пределах значении, определяемых по формуле:

10. Прибор измеряет отношение частот электрических сигналов.

Диапазон высшей из сравниваемых частот (ВХОД А) от 10 Гц до 150 МГц. Диапазон низшей из сравниваемых частот (ВХОД Б) от 0 до 1 МГц.

Напряжение и форма входных сигналов соответствуют приведенным в пп. 1 и 8.

11. Относительная погрешность измерения отношения частот

- в пределах значении, определяемых по формуле: