تحقیق طراحی و ساخت شمارندة فرکانس تا یک گیگاهرتز

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق، الکترونیک و مخابرات
طراحی و ساخت شمارندة فرکانس تا یک گیگاهرتز






فصل اول
اندازه گیری فرکانس


1-1- ویژگی های دستگاه اندازه گیری
اصولا عمل یا حاصل مقایسه یک کمیت مفروض با یک استاندارد از پیش تعیین شده را ، اندازه گیری می نامیم. برای این که نتیجه عمل اندازه گیری که با اعداد بیان می شود، معنی داشته باشد، باید اولا استانداردی که برای مقایسه به کار می رود، دقیقا معلوم ومورد قبول عام واقع شده باشد. ثانیا روش استفاده شده برای این مقایسه باید قابل تکرار بوده و قادر به امتحان کردن دستگاه اندازه گیری باشیم به عبارت دیگر دستگاه به کار رفته و روش اندازه گیری باید موجه باشد.
هر دستگاه اندازه گیری دارای ویژگی ها و محدودیت های خاص خود است و برای انتخاب دستگاه اندازه گیری باید کلیه جوانب در نظر گرفته شود و با توجه به و یژگی های مورد نیاز و قیمت دستگاه اندازه گیری بهترین انتخاب انجام شود.
1-گستره ی اندازه گیری: محدوده ای از تغییرات کمیت تحت اندازه گیری که وسیله قادر به اندازه گیری آن می باشد.
2-ریزنگری یا تفکیک پذیری: کوچکترین اندازه ی تغییرات کمیت تحت اندازه گیری که می تواند توسط دستگاه، اندازه گیری شود.
3-حساسیت: نسبت میزان تغییرات خروجی به تغییرات کمیت تحت اندازه گیری
با بیشترین بودن حساسیت، اندازه گیری تغییرات کوچک کمیت تحت اندازه گیری راحت تر است اما معمولا گستره ی اندازه گیری کم می شود.
4-درستی: میزان نزدیکی مقدار قرائت شده با مقدار واقعی کمیت
معمولا با افزایش گستره ی اندازه گیری درستی کم میشود(یا قیمت ها افزایش قابل توجه می یابد)
5-دقت: نشان دهنده ی میزان پراکندگی آماری مقادیر اندازه گیری شده در چندین بار اندازه گیری یک کمیت است. به عبارت دیگر میزان عاری بودن اندازه گیر از خطای تصادفی میزان دقت را نشان می دهد.

2.473 2.472
2.563 2.475
2.425 2.479
دقت کمتر دقت بیشتر

در شکل (1-1) نمایش مفهومی دقت و درستی مشاهده می شود.




دقت مناسب دقت نامناسب دقت مناسب
درستی مناسب درستی نامناسب درستی نامناسب


شکل 1-1-نمایش دقت و درستی




1-2- کالیبراسیون(برسنجیدن)
مقایسه عملکرد دستگاه اندازه گیری با مرجع استاندارد (که در رده ی درستی بالاتری قرار دارد) جهت تعیین خطای آن را کالیبراسیون گویند. به عبارت دیگر کالیبراسیون، کنترل دستگاه اندازه گیری به منظور اطمینان از عملکرد مناسب آن است. مرجع استاندارد می تواند یک کمیت یا دستگاه اندازه گیری باشد.

1-3- تنظیم دستگاه اندازه گیری
معمولا در دستگاه های اندازه گیری امکان تنظیم ( به صورت محدود) گذاشته می شود تا در مواردی که اندازه گیر از حالت کالیبره خارج می شود، عملکرد آن را اصلاح کنند. تنظیم می تواند به صورت تنظیم شیب یا آفست باشد.
1-4- قسمت های مختلف دستگاه های اندازه گیری
کار اکثر سیستم های اندازه گیری را می توان در قالب سه مرحله ی اساسی قرار داد:
1-مرحله ی آشکارسازی و مبدل
2-مرحله ی میانی یا تغییر دهنده
3-مرحله ی نمایش، ثبت یا کنترل
عناصری از قبیل مقاومت، سلف، خازن، ترموکوپل، کریستال، فتوسل و... به عنوان مبدل مورد استفاده قرار می گیرد. مبدل یک پدیده ی غیر الکتریکی مانند فشار، دما، رطوبت و....را به یک کمیت الکتریکی مثل ولتاژ، جریان و...تبدیل می کنند.
مرحله ی میانی در یک دستگاه اندازه گیری می تواند شامل قسمت هایی از قبیل چرخ دنده ها، لوله ی هیدرولیکی، انواع فیلتر و تقویت کننده ها، سیستم های انتقال و....باشد. در برخی وسایل ممکن است نیازی به مرحله ی میانی ودر برخی موارد این قسمت بسیار پیچیده باشد.
مرحله ی نهایی می تواند شامل قسمت هایی مثل عقربه واشل، لامپ اشعه کاتدی، ستون مایع، قلم متحرک وکاغذ مدرج، ضبط مغناطیسی و .... باشد. علاوه بر نمایش دهنده و ضبط کننده که در مرحله ی آخر وجود دارند، از خروجی این بخش می توان برای کنترل قسمت های دیگر استفاده کرد.
در شکل (1-2 ) قسمت های مختلف یک دستگاه اندازه گیری به صورت کلی نمایش داده شده است.







شکل 1-2-قسمت های مختلف دستگاه اندازه گیری


1-5- اندازه گیری فرکانس