Пояснение к работе

Объектом исследования в данной работе является частотомер электронно-счетный Ф5041.

Современный цифровой частотомер позволяет измерять с очень высокой точностью (погрешность менее 0,001%) практически все временные и частотные параметры сигнала: частоту, период, длительность импульсов, количество импульсов и т. д.

Электронно-счетные частотомеры широко применяют для измерения электрических и неэлектрических параметров, преобразованных в частоту или интервал времени. Они отличаются высокой точностью, простотой обслуживания и удобством отсчета. Обычно цифровые частотомеры выполняются как универсальные приборы. К таким приборам относится частотомер электронно-счетный Ф5041.

С помощью данного частотомера можно измерить:

– частоту электрических колебаний в диапазоне частот от 0,1 Гц до 10 МГц;

– длительность импульсов в диапазоне от 1 мкс до 10 с;

– период электрических колебаний в диапазоне от 0,1 до 1000000 Гц;

– интервал времени в диапазоне от 10 мкс до 10000 с.

– отношение частот от 1:1 до 1000000:1 при подаче на ВХОД 1 частот от 10 до 10000000 Гц, на ВХОД 2 от 10 Гц до 1 МГц;

– счет или суммирование электрических импульсов.

Наибольшее допустимое значение отклонения частоты внутреннего кварцевого генератора не превышает 0,00001%. Частотомер может работать во всех режимах, как с внешним, так и с внутренним генератором опорной частоты. В частотомере имеется устройство для вывода результатов измерения в двоично-десятичном параллельно-последовательном коде 1-2-4-8 во внешние устройства.

Обобщенная функциональная схема современного цифрового частотомера приведена на рис. 18. В режиме измерения частоты измеряемый сигнал усиливается и преобразуется входным устройством в сигнал прямоугольной формы и поступает через селектор на счетчик. Селектор открывается строб-импульсом, вырабатываемым блоком автоматики, который, в свою очередь, управляется импульсами декадных делителей частоты кварцевого генератора.

Рис. 18

При автоматической работе частотомер после измерения обеспечивает индикацию результата измерения на табло в течение промежутка времени, выбранного оператором.

В режиме измерения периода частотомер обеспечивает установку различной частоты следования счетных импульсов (частоты заполнения). Необходимая частота заполнения выбирается переключателем «МЕТКИ ВРЕМЕНИ». С блока меток времени через блок управления счетные импульсы поступают в селектор. Преобразованный входной сигнал с выхода входного устройства также приходит на селектор, где происходит его заполнение счетными импульсами. Счетные импульсы далее передаются на счетчик, записывающий свои коды в регистр памяти. После записи результата измерения в регистр памяти счетчик подготавливается к следующему циклу измерения.

При усреднении числа измеряемых периодов для вычислений используются декадные делители (блок делителей), выдающие команды блоку автоматики.

При использовании частотомера для счета импульсов на входы «СТАРТ» и «СТОП» подаются одиночные импульсы, обеспечивающие формирование времени счета. Импульсы, которые необходимо сосчитать, поступают на «ВХОД 1».

Кварцевый генератор является одним из основных блоков частотомера, обеспечивающих высокую точность измерения. Он является источником сигнала высокостабильной частоты. Уменьшение влияния температуры окружающего воздуха на стабильность частоты достигается термостатированием кварцевого резонатора и элементов схемы задающего каскада при температуре 65-75°С. Температура внутри термостата поддерживается с высокой точностью схемой регулятора температуры. Блок автоматики предназначен для осуществления процесса измерения и синхронизации работы всех блоков прибора. Преобразователь кодов используется для поразрядного опроса памяти с выводом информации на индикатор. Входные устройства содержат в себе усилители, предназначенные для повышения уровня сигнала, подлежащего измерению. Усилитель постоянного тока обеспечивает согласование источника входного сигнала с входами последующих каскадов прибора. Блок делителей предназначен для формирования интервалов времени счета. Блок управления осуществляет электронную коммутацию сигналов входной частоты, сигналов «СТАРТ» и «СТОП», а также режимов работы прибора.

Блок вывода информации состоит из цепей управления запятыми, схемы совпадения запятых, схемы вывода цифровой информации, формирователей импульса «КОНЕЦ ИЗМЕРЕНИЯ» и каналов формирования внешних импульсов «СТАРТ» и «СТОП». Схемы совпадения запятых служат для привязки сигнала запятой к сигналу коммутатора разрядов.

Для отображения цифровой информации могут использоваться жидкокристаллические индикаторы или газоразрядные лампы.