Частотомеры электронно-счетные Ч3-87

Назначение

Частотомеры электронно-счетные 43-87 (далее - частотомеры) предназначены для измерений частоты и периода синусоидальных и импульсных сигналов, длительности импульсов, интервалов времени, отношения частот электрических сигналов, выдачи сигнала опорной частоты, выдачи информации о результатах измерений в персональный компьютер и управление от персонального компьютера.

Частотомеры могут применяться для измерения и контроля частотно-временных параметров сигналов в различных областях науки и техники, а также при эксплуатации и производстве радиоэлектронной аппаратуры.

Описание

Принцип действия частотомеров основан на счетно-импульсном методе, заключающемся в подсчёте счетным блоком количества поступающих на его вход импульсов в течение определенного интервала времени.

При измерении частоты счетный блок считает количество импульсов, сформированных из входного (измеряемого) сигнала, за время длительности стробирующего импульса (далее - стробимпульса). Длительность стробимпульса (время счета) в этом режиме формируемся из опорной частоты.

При измерении частоты непрерывного периодического сигнала исследуемый сигнал преобразуется в последовательность импульсов с периодом следования, равным периоду исследуемого сигнала.

При измерении периода или длительности импульсов счетный блок считает количество счетных импульсов опорной частоты, называемых также частотой заполнения или метками времени, за время длительности стробимпульса. Длительность стробимпульса при этом формируется из периода или длительности измеряемого сигнала.

Запуск процесса измерений автоматический.

Результаты измерения представляются в формате индикации девять десятичных разрядов.

Частотомеры предназначены для работы в составе информационно-измерительных систем через стандартный интерфейс типа «Стык С2» (RS232C).

Частотомеры имеют базовую модель 43-87 и две модификации 43-87/1,43-87/2, отличающиеся количеством входов, диапазоном частот и пределами относительной погрешности по частоте опорного генератора.

Технические характеристики

1. Частотомеры по входу В измеряют частоту синусоидальных сигналов и частоту следования импульсных сигналов любой полярности, имеющих не более двух экстремальных значений за период, в диапазоне частот от 0,1 Гц до 2 МГц при уровне входного сигнала:

- от 0,02 до 30 В среднеквадратического значения напряжения для сигнала синусоидальной формы при уровне помех не более 1 мВ;

- от ±0,1 до ±40 В пикового значения напряжения для сигнала импульсной формы при уровне помех не более ±3 мВ.

2. Частотомеры 43-87, 43-87/1 по входу С измеряют частоту синусоидальных сигналов в диапазоне частот от 1 до 250 МГц и частоту следования импульсных сигналов любой полярности, имеющих не более двух экстремальных значений за период, с длительностью фронта импульсов не более 0,5 мкс в диапазоне частот от 0,1 Гц до 250 МГц, при входном сопротивлении не менее 10 кОм и уровне входного сигнала:

- от 0,03 до 10 В среднеквадратического значения напряжения для сигнала синусоидальной формы при уровне помех не более 5 мВ;

- от ±0,1 до ±10 В пикового значения напряжения для сигнала импульсной формы при уровне помех не более ±10 мВ.

Длительность импульса входного сигнала не менее 2 нс.

Уровень входного синусоидального и импульсного сигналов при входном сопротивлении (50 ± 5) Ом не более 3 В среднеквадратического значения напряжения.

3. Частотомеры 43-87 по входу D измеряет частоту синусоидальных сигналов в диапазоне частот от 220 МГц до 2,7 ГГц при уровне входного сигнала:

- от 0,03 до 1 В среднеквадратического значения в диапазоне частот от 220 МГц до 1 ГГц при относительном уровне помех и гармонических составляющих входного сигнала не более минус 25 дБ;

- от 0,02 до 20 мВт в диапазоне частот от 1 до 2,7 ГГц при относительном уровне помех и гармонических составляющих входного сигнала не более минус 25 дБ.

4. Пределы допускаемой относительной погрешности измерения частоты синусоидальных сигналов и частоты следования импульсных сигналов 8 f:

8f = ±[|80|±(|Afpa3p|/fX)]>

где 3 о - относительная погрешность по частоте опорного генератора;

^/разр " аппаратная разрешающая способность - случайная составляющая погрешности, обусловленная несовпадением фаз входного и опорного сигнала, Гц;

fx - измеряемая частота, Гц.

Аппаратная разрешающая способность Afpa!p вычисляется по формулам:

- при измерении по входам В и С

Afpaap l/tC4,

- при измерении по входу D

Afpaap ± 64/t(4j,

где 1сч - время счета частотомеров в секундах.

5.Время счета частотомера формируется из сигнала опорного генератора и равно:

- 1, 10, 102, 103, 104 мс при измерении частоты по входам В и С;

- 64-1,64-10,64- 102 мс при измерении частоты по входу D.

6. 4астотомеры имеют встроенный опорный генератор с номинальным значением частоты:

- 5 МГц для частотомеров 43-87, 43-87/1;

- 10 МГц для частотомера 43-87/2.

Пределы допускаемой относительной погрешности по частоте встроенного опорного генератора через 1 ч после включения и самопрогрева в течение 12 мес:

- ±Г10'7 для частотомеров 43-87, 43-87/1;

- ± Г10'6 для частотомера 43-87/2.

Время 12 мес. отсчитывается с даты установки действительного значения частоты встроенного опорного генератора.

Действительное значение частоты встроенного опорного генератора при выпуске частотомеров установлено с допустимой погрешностью относительно номинального значения после времени самопрогрева 1 ч:

- ±5‘ 10 '9 для частотомеров 43-87,43-87/1;

- ±4‘ 10'8 для частотомера 43-87/2.

7. Частотомеры по входам А и В измеряют единичный и усредненный периоды сигналов синусоидальной или импульсной формы любой полярности при длительности импульсов не менее 0,5 мкс в диапазоне от 1мкс до Ю'4 с (от 1 МГц до 10-4 Гц) при уровне входного сигнала:

- от 0,02 до 30 В среднеквадратического значения напряжения для сигнала синусоидальной формы;

- от ±0,1 до ±40 В пикового значения напряжения для сигнала импульсной формы.

Число усредняемых периодов входного сигнала равно 10°, 101, 102,103, 104.

8. Период меток времени частотомеров формируется из сигнала опорного генератора и равен 10’7, 10'6, 10'5, 10 ’4, 10'3с.

9. Пределы допускаемой относительной погрешности измерения периодов сигналов синусоидальной формы и сигналов импульсной формы 8Т с длительностью фронта импульсов более половины периода меток времени частотомеров:

&г=±(|5о| + |айП|+То/пТх),

где 80 - относительная погрешность по частоте опорного генератора;

Зи, - относительная погрешность уровня запуска;

То - период меток времени, с;

п - число усредняемых периодов;

Тх - период входного сигнала, с.

Пределы допускаемой относительной погрешности уровня запуска Ззап:

Ззап = ±2(3ош KaTr+Un)/ n S Тх

где Катт - коэффициент ослабления входного аттенюатора, устанавливаемый кнопкой 1:1/1:10 и равный соответственно 1 или 10;

ош - утроенное среднее квадратическое значение шума измерительного тракта в рабочей полосе частот, приведенное ко входу и равное 10“3/3 В;

Un - пиковое значение помехи входного сигнала, В;

S - крутизна перепада напряжения входного сигнала в точке запуска, В/с.

При импульсной форме входного сигнала с длительностью фронта импульсов не более половины периода меток времени частотомеров относительная погрешность измерения 8Т не более значений, вычисляемых по формуле:

8г = ±(|8о| + ТУпТх),

10. Частотомеры измеряют отношение частоты электрического сигнала, поступающего на вход В, к частоте электрического сигнала, поступающего на вход А.

Частотомеры 43-87, 43-87/1 измеряют отношение частоты электрического сигнала, поступающего на вход С, к частоте электрического сигнала, поступающего на вход А. Диапазон высшей из сравниваемых частот:

- по входу С от 1 до 250 МГц для синусоидального сигнала и от 0,1 Гц до 250 МГц для импульсного сигнала;

- по входу В от 10'4 Гц до 1 МГц синусоидального и импульсного сигнала.

Уровни и форма входных сигналов по входам В и С соответствуют пунктам 1и 2.

Диапазон низшей из сравниваемых частот по входу А от 10’4 Гц до 1 МГц синусоидального и импульсного сигнала.

Уровни и форма входных сигналов по входу А соответствуют пункту 7.

4исло усредняемых периодов сигнала низшей из сравниваемых частот 10°, 101, 102, 103, 104.

11. Пределы допускаемой относительной погрешности измерения отношения частот 8П/Й:

8fl/C = ± (8 Зап2 + f 2/ fl П2)

где 8 зап2 - погрешность запуска канала, на который поступает сигнал с частотой f2.

fi    - высшая из частот сравниваемых сигналов, Гц;

1з   - низшая из частот сравниваемых сигналов, Гц;

щ - число усредняемых периодов сигнала с частотой f2.

12 .Частотомеры измеряют по входам А и В длительность импульсов любой полярности от 1 мкс до 104 с при частоте следования импульсов не более 500 кГц и уровне входного сигнала от 0,1 до 40 В амплитудного значения.

13 . Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений длительности импульсов Atx, с:

- при суммарной длительности фронта и среза измеряемых импульсов более половины периода меток времени частотомеров

Atx = ±[|80|‘ tx +(Тф + тс)/2 + То],

где Зо - относительная погрешность по частоте опорного генератора;

t* - измеряемая длительность импульса, с;

тф, тс - длительность фронта и среза измеряемого импульса соответственно, с;

То - период меток времени, с;

- при суммарной длительности фронта и среза измеряемых импульсов не более половины периода меток времени частотомеров

Atx = ±(|30|- tx + То)

14 . Частотомеры измеряют по входам А и В интервалы времени между фронтом/срезом импульсного сигнала любой полярности, поступающего на один вход и фронтом/срезом импульсного сигнала любой полярности, поступающего на другой вход.

Диапазон измерения интервалов времени от 1 мкс до 104 с.

Уровни и длительность входных импульсных сигналов соответствуют 12.

15 .Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения интервалов времени Atx, с:

Atx = ±(|30|- tx + T0)

где Зо - относительная погрешность по частоте опорного генератора;

tx - измеряемый интервал времени, с;

То - период меток времени, с.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на переднюю панель частотомеров методом шелкографии и на титульный лист руководства по эксплуатации РУВИ.411186.001РЭ типографским способом.

Комплектность

Поверка

Поверка осуществляется в соответствии с документом «Частотомеры электронно - счетные 43-87. Методика поверки.» РУВИ.411186.001 МП (МРБ МП. 1797-2008), утвержденным БелГИМ в июле 2008 г.

Межповерочный интервал - один год.

Основное поверочное оборудование: генератор сигналов низкочастотный прецизионный

ГЗ-110 (погрешность ±3-10'7); прибор для поверки вольтметров переменного тока В1-9 (погрешность ±0,02 %); генератор сигналов высокочастотный Г4-176 (погрешность ±1,5 • 10'5f); генератор сигналов низкочастотный ГЗ-112/1 (погрешность ±3 %); генератор сигналов высокочастотный Г4-78 (погрешность: ±0,5 % - по частоте, ±0,8 дБ - по мощности); генератор сигналов высокочастотный Г4-8 (погрешность: ±0,5 % - по частоте , ±0,8 дБ - по мощности);

ваттметр поглощаемой мощности МЗ-51 (погрешность ± 4 %); генератор импульсов точной амплитуды Г5-75 (погрешность: ±0,01-U - по амплитуде , ±1 • 10"3Т - по периоду); милливольтметр B3-36 (погрешность ±4 %); стандарт частоты и времени 41-74 (погрешность ±2-10'11); частотомер электронно-счетный 43-54 (погрешность ±510'7); синтезатор частот 46-71 (погрешность ±5 10'7).

Нормативные документы

ГОСТ 22261-94 "Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия".

ГОСТ 22335-98 'Частотомеры электронно-счетные. Общие технические требования и методы испытаний".

ТУ BY 100363840.068-2008 'Частотомеры электронно-счетные 43-87. Технические условия .

Заключение

Тип частотомеров электронно-счетных 43-87 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.