WikiDer > Частотомер - Википедия

Frequency counter - Wikipedia

А частотомер является электронный инструмент, или же компонент одного, который используется для измерения частота. Частотомеры обычно измеряют количество циклов колебаний или импульсов в секунду в периодическом электронном сигнал. Такой прибор иногда называют цимометром, особенно китайского производства.[нужна цитата]

Частотомер Systron-Donner с 1973 г. Трубка Nixie отображать

Принцип работы

Большинство частотомеров работают с прилавок который накапливает количество событий, произошедших за определенный период времени. По истечении заданного периода, известного как время ворот (Например, 1 секунда), значение счетчика передается на дисплей, и счетчик сбрасывается на ноль. Если измеряемое событие повторяется с достаточной стабильностью, а частота значительно ниже, чем у используемого тактового генератора, разрешающую способность измерения можно значительно улучшить, измеряя время, необходимое для полного количества циклов, а не подсчитывая время. количество полных циклов, наблюдаемых в течение заранее установленной продолжительности (часто называемое взаимная техника). внутренний осциллятор который обеспечивает временные сигналы, называется временная база, и должны быть очень точно откалиброваны.

Если событие, которое нужно подсчитать, уже записано в электронной форме, все, что требуется, - это простое подключение к прибору. Более сложные сигналы могут нуждаться в некоторой обработке, чтобы сделать их пригодными для подсчета. Большинство частотомеров общего назначения включают в себя усилитель мощности, фильтрация и формирование схемы на входе. DSP технология, контроль чувствительности и гистерезис другие методы повышения производительности. Другие типы периодических событий, которые по своей природе не являются электронными, должны быть преобразованы с использованием некоторой формы преобразователь. Например, механическое событие может прерываться световым лучом, а счетчик подсчитывать результирующие импульсы.

Частотомеры, предназначенные для радиочастоты (RF) также распространены и работают по тем же принципам, что и счетчики более низкой частоты. Часто они имеют больший диапазон, прежде чем они переполнятся. Для очень высоких (микроволновая печь) частот, во многих конструкциях используется высокоскоростной предделитель чтобы снизить частоту сигнала до точки, при которой могут работать обычные цифровые схемы. Дисплеи на таких приборах учитывают это, поэтому они по-прежнему показывают правильное значение. В настоящее время микроволновые частотомеры могут измерять частоты почти до 56 ГГц. Выше этих частот измеряемый сигнал объединяется в Смеситель с сигналом от гетеродин, генерируя сигнал на разностной частоте, которая достаточно мала для непосредственного измерения.

Точность и разрешение

Частотомер Fluke PM6685R

Точность частотомера сильно зависит от стабильности его временной развертки. База времени очень тонкая, как стрелки часов, и может изменяться из-за движения, помех или даже дрейфа из-за возраста, что означает, что она может некорректно «тикать». Это может привести к тому, что показание частоты при привязке к временной развертке может показаться выше или ниже фактического значения. Высокоточные схемы используются для создания временной развертки для измерительных целей, обычно с использованием кварц кварцевый генератор внутри герметичной камеры с регулируемой температурой, известной как кварцевый генератор, управляемый печью, или хрустальная печь.

Для более точных измерений внешний опорный источник частоты, связанный с генератором с очень высокой стабильностью, таким как GPS дисциплинированный рубидий осциллятор может быть использован. Там, где частота не должна быть известна с такой высокой степенью точности, можно использовать более простые генераторы. Также возможно измерить частоту, используя те же методы в программном обеспечении в Встроенная система. А центральное процессорное устройство (CPU), например, может быть настроен для измерения собственной частоты работы при условии, что у него есть некоторая эталонная временная база для сравнения.

Точность часто ограничивается доступным разрешающая способность измерения. Разрешение единичного счета обычно пропорционально частоте генератора временной развертки и времени стробирования. Улучшение разрешения может быть достигнуто несколькими способами, такими как передискретизация/ усреднение.[1][2]

Кроме того, точность может быть значительно снижена из-за дрожания измеряемого сигнала. Эту ошибку можно уменьшить с помощью методов передискретизации / усреднения.

Интерфейсы ввода / вывода

Интерфейсы ввода / вывода позволяют пользователю отправлять информацию на частотомер и получать информацию от частотомера. Обычно используемые интерфейсы включают RS232, USB, GPIB и Ethernet. Помимо отправки результатов измерения, счетчик может уведомить пользователя о превышении определенных пользователем пределов измерения. Общими для многих счетчиков являются SCPI команды, используемые для управления ими. Новая разработка - встроенное управление по локальной сети через Ethernet в комплекте с GUIс. Это позволяет одному компьютеру управлять одним или несколькими приборами и устраняет необходимость писать команды SCPI.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Йоханссон, Стаффан. «Новый принцип подсчета частоты улучшает разрешение». Спектраком. В архиве из оригинала 10 сентября 2013 г.. Получено 24 июля 2013.
  2. ^ Шаад, доктор Тео П. «Датчики с нано-разрешением, океанические, атмосферные и сейсмические датчики с разрешением в миллиардных долях» (PDF). Паронаучный. В архиве (PDF) из оригинала 14 октября 2017 г.. Получено 24 июля 2013.

внешняя ссылка