Цифровой частотомер предназначен для измерения среднего или мгновенного значения частоты периодического сигнала. Принцип действияцифрового частотомера заключается в подсчете числа периодов Т_х неизвестной частоты f_x за образцовый интервал времени (рисунок 7.2).

Входной сигнал неизвестной частоты поступает на УФ, на выходе которого образуются прямоугольные импульсы с той же частотой. ГОИВ, состоящий из ГИ и ФВИ, формирует образцовый интервал времени, равный 1 с. На время T₀ ключ открыт и импульсы неизвестной частоты поступают на счетчик. Поскольку Т₀ = 1с, то количество импульсов, посчитанное счетчиком за одну секунду, и есть частота измеряемого сигнала. Диаграммы, соответствующие схеме работы прибора, приведены на рисунке 7.3.

N = T₀ / T_x = T₀ f_x.

Относительная погрешность измерения определяется по выражению

d_кв = 1 / N = 1 / T₀ f_x.

УФ – устройство формирования; ФВИ – формирователь временных интервалов; ГИ – генератор импульсов; К – ключ; СЧ – счетчик; ЦИ – цифровая индикация; ГОИВ – генератор образцовых интервалов времени

Рисунок 7.2 – Структурная схема цифрового частотомера

Частотомерами, построенными по данной схеме, нецелесообразно измерять низкие частоты, поскольку это приводит к большой погрешности измерений. Частотомеры мгновенного значения используют на низких и инфранизких частотах. Принцип действия их основан на измерении периода с последующим вычислением частоты.

Рисунок 7.3 – Временные диаграммы работы частотомера

Понятие единства измерений

Под единством измерений понимают характеристику каче­ства измерений, суть которого заключается в том, что результа­ты измерений выражаются в указанных единицах, чьи размеры в установленных пределах равны размерам воспроизводимых величин, а погрешности результатов измерений известны с за­данной вероятностью и не выходят за требуемые пределы.

Единство измерений достигается путем точного воспроиз­ведения и хранения в специализированных организациях уста­новленных единиц физических величин и передачи их разме­ров применяемым на практике СИ. Воспроизведение единицы физической величины осуществляется в результате операций по материализации единицы физической величины с помощью государственного эталона. Различают воспроизведение основ­ной и производной единицы.

Воспроизведение основной единицы осуществляется путем создания фиксированной по размеру физической величины в соответствии с определением единицы. Оно воспроизводится с помощью государственных первичных эталонов. Например, единица массы 1 кг воспроизведена точно в виде платиноиридиевой гири, хранимой в Международном бюро весов в каче­стве международного эталона.

Воспроизведение производной единицы сводится к опре­делению значения физической величины в указанных едини­цах на основании измерений других величин, связанных фун­кционально с измеряемой величиной.

Передача размера единицы – это приведение размера еди­ницы физической величины, хранимой поверяемым средством Измерения, к размеру единицы, воспроизводимой или храни­мой эталоном, осуществляемое при их поверке или калибров­ке. Размер единицы передается от более точных средств изме­рений к менее точным (см. ответ на вопрос 45).

Хранение единицы заключается в осуществлении совокуп­ности операций, позволяющих поддерживать метрологические 'характеристики эталона в установленных пределах (неизмен­ность размера единицы во времени).

Главным законодательным актом, обеспечивающим един­ство измерений, является Закон РФ «Об обеспечении единства измерений»[5], который направлен на защиту прав законных интересов граждан, экономики страны от отрицательные последствий недостоверных результатов измерений.

Закон определяет:

• основные метрологические понятия (термины и опре­деления);
• компетенцию Госстандарта России в обеспечении един­ства измерений;
• единицы величин, государственные эталоны, средства и методики измерений;
• компетенцию и структуру Государственной метроло­гической службы и других государственных служб обеспечения единства измерений;
• метрологические службы государственных органов управления, предприятий и организаций;
• сферы распространения и виды государственного метрологического контроля и надзора;
• права, обязанности и ответственность государственных инспекторов по обеспечению единства измерений;
• условия использования средств измерений в сферах рас­пространения государственного метрологического кон­троля и надзора;
• требования к выполнению измерений по аттестованным методикам;
• основные положения калибровки и сертификации средств измерений;
• лицензирование деятельности организаций и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату; средств измерений;
• источники финансирования работ по обеспечению единства измерений;
• ответственность за нарушение положений Закона.