1. Цифровые фазометры (ЦФ) применяются для исследования импульсных устройств, точных измерений малых углов поворота, снятия фазочастотных характеристик различных звеньев. Цифровые фазометры можно разбить на две группы: для измерения мгновенного значения сдвига фаз (ЦФМ) и для измерения среднего значения сдвига фаз (ЦФС).
2. Принцип действия ЦФМ заключается в преобразовании измеряемого сдвига между двумя синусоидальными или импульсными напряжениями во временной интервал и в измерении последнего цифровым способом. Фазовый сдвиг гармонических колебаний
j = 2ptX / TX,
где Tx=1/fx - период колебаний; Тх - временной сдвиг между колебаниями.
3. 
Исследуемые сигналы поступают на формирователи Ф1 и Ф2, которые вырабатывают импульсы Uf1 и Uf2 соответствующие моментам перехода сигналов через нуль. Эти импульсы перебрасывают триггер Тг, на выходе которого образуется импульс UT(t) длительностью tx, открывающий ключ К на интервал времени tx, определяемый фазовым сдвигом. Количество импульсов сигнала UN(t) опорной частоты fo с генератора импульсов ГИ, поступившее за это время в счетчик Сч,
jx = 2pfxNj / f0 = kNj
Видно, что при измерении фазового сдвига необходимо:
o или обеспечить постоянство частоты fx, т. е. использовать фазометр на фиксированной частоте;
o или обеспечить постоянство отношения частот fx/fo';
o или измерять значение частоты (периода) NTx=foTx с последующим вычислением (jx = 2pNj / NTx).
Проведение эксперимента
1. Запустим соответствующий осциллограф в схеме с генератором сигнала.
2. Соответственно погрешность измерения возможно определить по параметрам N – сдвиг по фазе, определённый осциллографом, и φ – реальным углом сдвига, генерируемым источником сигнала.
3. Составим соответствующую сравнительную таблицу на базе пяти измерений:
Таблица №3
| № замера | |||||
| То (сек) | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 |
| N (рад) | 0.479 | 1.357 | 3.32 | 5.058 | |
| Φ (рад) | 0.628 | 1.257 | 3.77 | 5.027 | |
| Ε/100 (%) | 0.025 | 0.08 | 0.119 | 0.006 |
Очевидно, что с достижением близости значения сдвига по фазе сигнала к 0 и 6.28 погрешность измерений резко уменьшается.
Имеется большое число схем фазометров, использующих все три указанных в теоретических сведениях принципа. Максимальная погрешность квантования при измерении фазы
DКВ = ± 2pfx/f0
и пропорциональна частоте исследуемого сигнала. Основным недостатком ЦФ для измерения мгновенных значений фазовых сдвигов является ограниченность частотного диапазона со стороны верхних частот.
Выводы: Нами была проведена лабораторная работа по изучению работы цифровых измерительных приборов на примере цифрового осциллографа. По данной работе мы можем сделать такие заключения:
1. Основная причина возникновения погрешностей при снятии показаний с осциллографа является ограниченность количества делений на экране и в осциллографах, измеряющих период и частоту – наличие ошибки в один интервал, когда начало интервала не совпадает с моментом появления импульса ГИ, и в фазометрах – погрешность при измерении фазы.
2. Относительное высокое быстродействие работы для оператора, снимающего показания, свидетельствует о целесообразности использования осциллографа в комплексе с ЭВМ, дублируя выходной сигнал с АЦП к СЦОИ информационным каналом к ЭВМ.
3. Осциллограф – наиболее наглядное средство изучения различных переменных сигналов.
Вся проведённая нами лабораторная работа дала нам навыки снятия и обработки показаний с осциллографа а также наглядно продемонстрировала часть возможностей цифровых измерительных приборов.