Преимущества частотных измерительных приборов.
В настоящее время предполагают использовать измерительные приборы с частотным выходным сигналом вместо традиционных измерительных приборов с амплитудно-модулируемым сигналом в виде напряжения или тока. Достоинства частотных измерительных приборов 1 Точность воспроизведения эталона частоты является рекордной среди всех эталонов известных физических величин.
Их погрешность 5-8 10-13. Погрешность рабочих эталонов, например, электронных частотомеров с цифровым отсчетом составляет 10-910-7. В то же время погрешность измерительных приборов в виде амплитуды напряжения или тока составляет 510-310-2 и лишь в отдельных случаях 510-410-3. Следовательно, значение частоты сигнала может быть измерено на 4-5 порядков точнее, чем амплитуда сигнала. 2 Информационно-измерительные системы с использованием частотно измерительных приборов.
Позволяет исключить применение аналого-цифрового преобразователя. Класс точности большинства АЦП лежит в пределах 0,05-0,5. Этот класс точности и погрешность АЦП входят как составная часть погрешности в информационно-измерительную систему. 3 Выход частотных измерительных приборов связан с преобразованием частота-код. Минимальная погрешность измерения частоты определяется соотношением неопределённости 4 При использовании частотно-модулируемого сигнала упрощается к линиям связи в отношении стабильности сопротивлений величин паразитных ЭДС и помехозащищенности.
В частности на участке от выхода ИП до входа усилителя измерительный сигнал обладает минимальной мощностью. Возникающие на этом участке искажения являются необратимыми и не могут быть восстановлены. Таблица - Соотношения между аналоговыми ПИП и мощностью выходного сигнала. Тип амплитуды ПИП Погрешность, Входная мощность, Вт реостатный 0,02 10-2 индуктивный 0,1 10-3 тензорезистивный 1 10-5 пьезоэлектрический 10 10-7 Мощность частотных ПИП - 10-1-10-3 Вт. Чем выше добротность используемого резонатора, тем выше стабильность выходной частоты.
Частотные ИП можно классифицировать по виду физического явления, положенного в основу работы. С этой точки зрения их делят на классы 1 резонансные 2 с нерезонирующими частотными зависимостями 3 интегрирующие 4 статические. Среди струнных ИП наибольшее применение находят резонаторные, в которых частотно-зависимая система совершает автоколебания.
Пример. Колебательный контур и усилитель образуют LC изолированный генератор. Расстояние между пластинами меняется, меняется емкость и частота. Мембрана выполняет роль упругого элемента. Автогенератор выдает частоту равную собственной частоте 5.2