Разработка электронно-счетного частотомера

ЭлектронносчетныйчастотомерВведение.Данн аяметодическая разработка является теоретическим пособием по электронносчетным частотомерамдля учащихся специальностей Радиоаппаратостроение и Электроника .В ней содержатсясведения по общей методике построения ЭСЧ.Необходимостьюнаписания разработки является 1 широкоеприменение ЭСЧ при решении различных измерительных задач2 ограниченноевремя, отводимое для их изучения.

Пособие может бытьиспользовано учащимися при изучении данной темы в курсе ЭРИ, при подготовке клабораторным работам, а так же во время электроизмерительной практики.Основныедостоинства ЭСЧ.В настоящее времяцифровые измерители частоты и интервалов времени составляют наиболеемногочисленную группу среди ЦИП. Они удобны в эксплуатации и отличаются высокойточностью. Современные цифровые частотомеры выполняются на полупроводниковыхприборах и

ИМС, что повысило их надежность по сравнению с первыми ламповымиобразцами, уменьшило габариты и потребляемую мощность.Обычно ЭСЧвыполняются как универсальные приборы и позволяют помимо частоты измерятьпериод, временной интервал, длительность импульса, подсчет количестваимпульсов. Обоснование выбора. В данном приборе для измерения частотыиспользуется метод непосредственного подсчета числа импульсов за определеннуюединицу времени. Этот метод полразумевает наличие генератора сигнала

эталоннойчастоты, как правило используется кварцевый генератор. Импульсы скварцевого генератора подаются на декадный делитель частоты. С выхода делителячастоты сигналы подаются в устройство управления. Функцией устройствауправления является выработка измерительного стробирующего импульса, которыйподается на схему совпадения в зависимости от выбранного времени измерения.

Также, устройство управления вырабатывает импульсы обнуления счетчика и сигналыгашения индикатора в момент пересчета.Принцип действия. На вход прибора подаются сигналы определеннойчастоты, как синусоидальной формы, так и импульсной формы. Для использования ихв устройстве необходимо преобразование формы сигнала в последовательностькоротких импульсов. Эту функцию выполняет формирующее устройство. Таким образом,на выходе формирующего устройства получается последовательность прямоугольныхимпульсов

с частотой, равной частоте выходного сигнала. С выхода формирующегоустройства импульсная последовательность через переключатель подается на схемусовпадения. Функцией схемысовпадения является пропуск последовательности прямоугольных импульсов за времядействия стробирующего импульса, который поступает на второй вход схемысовпадения с выхода устройства управления. Таким образом, на выходе схемы совпаденияпоявляется количество импульсов, соответствующее измеряемой частоте, и подаетсяна вход счетчика.

В данной конструкции используетсячетырехразрядный декадный счетчик. Выход каждого разряда счетчика подключаетсяк дешифратору, который управляет работой семисегментного индикатора. Такимобразом, на индикаторах отображается непосредственное значение измеряемойчастоты.Генераторобразцовых импульсов ЭСЧ собран на логических элементах D1.1 и D2. Импульсы счастотой 1 МГц с его выхода подаются на декадный делитель частоты, собранный

наD2-D7. С делителя частоты через переключатель SA1 сигналы подаются снеобходимым периодом, соответствующим выбранному пределу измерения, на входустройства управления. Оно собрано на логических элементах D8.1, D8.2, D9.1, D9.2, D 10.1 и транзисторе VT4. Счетные импульсы подаются на вход формирующегоустройства, собранного на логических элементах D1.3 и D4. С его выходасформированная импульсная последовательность подается

на вход схемы совпадения,собранной на D1. Каскад на элементах диод VD 7, резистор R10, конденсаторС6, транзистор VT 4 определяет время подсчета измеряемой частоты и времяиндикации, которое можно изменять подбором R10. С выхода 6 элемента D 9.2 поступают импульсыгашения индикатора в момент пересчета измеряемой частоты. Таким образом, наиндикаторе появляется мигающее изображение измеряемой частоты.

Причем частотамигания зависит от выбранного предела измерения. Перед каждым измерительнымциклом на счетчик поступает обнуляющий импульс с вывода 5 триггера D 1.Счетные импульсы подаются на вход счетчика с вывода 12 элемента D 4. Счетчик реализован на микросхемах D 11-14.Подсчитанное число в двоичном коде с выхода каждого счетчика подается на входсоответствующего дешифратора, который преобразует двоичный код в код дляуправления

семисегментными индикаторами HG 1 - HG 4. Дешифратор собран на микросхемах D15 - D18. Взависимости от выбранного предела измерения в соответсвующем разряде загораетсяточка, разделяющая соответствующие десятичные разряды измеряемой частоты.Погрешностьизмерений. При любых измерениях показания измерительныхприборов отличаются от действительных значений искомых величин из-запогрешностей измерений.

Причины появления погрешностей могут бытьразличными, например несовершенство измерительного прибора, несовершенствометода измерения, влияние условий окружающей среды, индивидуальные свойстваэкспериментатора. Погрешности делятся на абсолютные иотносительные.Абсолютнаяпогрешность измерения равна разности между показанием прибора А идействительным значением Ад измеряемой величины А А - АдОтносительнаяпогрешность выражается в процентах и бывает двух видов 1

Действительная относительная погрешность,равная отношению абсолютнойпогрешности кдействительному значению измеряемой величины Aд А Ад 100 . 2 Номинальная относительная погрешность,равная отношению абсолютной погрешности к измеренному значению исследуемойвеличины, т. е. к показанию прибора Aн А Ад 100 . Для большинства радиоизмерительных приборов, вотличие от электроизмерительных, деление на классы точности не производится.Допустимые величины относительных и абсолютных погрешностей устанавливаютсяГОСТ

или техническими условиями. Эти значения приводятся в техническойдокументации на прибор.Литература.1. Терешин Г. М.Пышкина Т. Г. Электрорадиоизмерения . Издательство Энергия , 1975 г.2. Электрические измерения под редакцией В. Н. МалиновскогоЭнергоиздат, 1982 г.3. И. Ю. Зайчик Практикум по электрорадиоизмерениям . Издательство

Высшаяшкола , 1979 г.