電子測(cè)量?jī)x器及應(yīng)用 課件 任務(wù)六 電子計(jì)數(shù)器

《電子測(cè)量?jī)x器及應(yīng)用》

電子教案“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材任務(wù)三電子計(jì)數(shù)器電子計(jì)數(shù)器概述電子計(jì)數(shù)器的使用

電子計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理電子計(jì)數(shù)器概述電子計(jì)數(shù)器(electroniccounter)是利用數(shù)字電路技術(shù)數(shù)出給定時(shí)間內(nèi)所通過(guò)的脈沖數(shù)并顯示計(jì)數(shù)結(jié)果的數(shù)字化儀器。電子計(jì)數(shù)器是其他數(shù)字化儀器的基礎(chǔ)。在它的輸入通道接入各種模-數(shù)變換器，再利用相應(yīng)的換能器便可制成各種數(shù)字化儀器。電子計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高、量程寬、功能多、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量速度快、直接顯示數(shù)字，而且易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用。電子計(jì)數(shù)器按功能可分4類(lèi)。①通用計(jì)數(shù)器：可測(cè)頻率、周期、多周期平均、時(shí)間間隔、頻率比和累計(jì)等。②頻率計(jì)數(shù)器：專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量高頻和微波頻率的計(jì)數(shù)器。③計(jì)算計(jì)數(shù)器：具有計(jì)算功能的計(jì)數(shù)器，可進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，可用程序控制進(jìn)行測(cè)量計(jì)算和顯示等全部工作過(guò)程。④微波計(jì)數(shù)器：是以通用計(jì)數(shù)器和頻率計(jì)數(shù)器為主配以測(cè)頻擴(kuò)展器而組成的微波頻率計(jì)。電子計(jì)數(shù)器的使用一、跟我練一練電子計(jì)數(shù)器的型號(hào)、種類(lèi)很多，但常規(guī)測(cè)量的方法和主要功能鍵的作用都區(qū)別不大，下面以南京盛普SP3000B型通用計(jì)數(shù)器為例，學(xué)習(xí)電子計(jì)數(shù)器的使用。1、電子計(jì)數(shù)器表面板功能按鈕的使用圖7-4SP3000B型通用計(jì)數(shù)器的前面板圖7-5SP3000B型通用計(jì)數(shù)器的后面板2、頻率、周期、計(jì)數(shù)的測(cè)量（1）頻率、周期的測(cè)量方法：用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生5kHz、5VP-P的正弦信號(hào)，將該信號(hào)送至計(jì)數(shù)器，用計(jì)數(shù)器測(cè)量該信號(hào)的頻率和周期。（2）計(jì)數(shù)的測(cè)量方法：用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生5Hz、5VP-P的方波信號(hào)，將該信號(hào)送至計(jì)數(shù)器，用計(jì)數(shù)器測(cè)量一段時(shí)間該信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)。二、仿真練一練1、電子計(jì)數(shù)器面板功能按鈕的使用在仿真軟件中，觀(guān)察電子計(jì)數(shù)器各端鈕的作用。2、仿真測(cè)量頻率、周期、時(shí)間在仿真軟件中，用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量市電壓和信號(hào)發(fā)生器輸出電壓的頻率和周期，在測(cè)量市電電壓時(shí)，試用計(jì)數(shù)功能。三、實(shí)踐測(cè)一測(cè)1、連接信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、示波器

圖7-7信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、示波器連接示意圖2、測(cè)量頻率、周期、計(jì)數(shù)參照“練一練”的要求，測(cè)量信號(hào)的周期、頻率，并與示波器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，將測(cè)量結(jié)果記錄下表7-2中。通過(guò)閉合與斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K，觀(guān)察計(jì)數(shù)功能。

表7-2計(jì)數(shù)器、示波器測(cè)量結(jié)果的比較電子計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理一、自主學(xué)一學(xué)1、電子計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與框圖

圖7-8SP3000B型通用計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)框圖當(dāng)信號(hào)頻率小于100MHz時(shí)，從A通道輸入，可以測(cè)量信號(hào)的周期、頻率，或者對(duì)A通道信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)信號(hào)頻率大于100MHz時(shí)，從B通道輸入，只能測(cè)量信號(hào)的頻率。電子計(jì)數(shù)器主要具有以下三種基本功能：①頻率測(cè)量②周期測(cè)量③累加計(jì)數(shù)2、電子計(jì)數(shù)器的測(cè)量信號(hào)流程圖3、電子計(jì)數(shù)器的主要技術(shù)參數(shù)（1）測(cè)試功能（2）測(cè)量范圍（3）輸入特性（4）測(cè)量準(zhǔn)確度（5）閘門(mén)時(shí)間和時(shí)標(biāo)（6）顯示及工作方式（7）輸出4、電子計(jì)數(shù)器的使用注意事項(xiàng)（1）當(dāng)給儀器通電后，應(yīng)預(yù)熱一定的時(shí)間，晶振頻率的穩(wěn)定度才可達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)。使用時(shí)應(yīng)注意，如果不要求精確的測(cè)量，預(yù)熱時(shí)間可適當(dāng)縮短。（2）被測(cè)信號(hào)送入時(shí)，應(yīng)注意電壓的大小不得超過(guò)規(guī)定的范圍，否則容易損壞儀器。（3）儀器使用時(shí)要注意周?chē)h(huán)境的影響，附近不應(yīng)有強(qiáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)干擾，儀器不應(yīng)受到強(qiáng)烈的振動(dòng)。（4）數(shù)字式測(cè)量?jī)x器在測(cè)量的過(guò)程中，由于閘門(mén)的打開(kāi)時(shí)刻與送入的第－個(gè)計(jì)數(shù)脈沖在時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系上是隨機(jī)的，所以測(cè)量結(jié)果中不可避免地存在著±1個(gè)字的測(cè)量誤差，現(xiàn)象是顯示的最末一位數(shù)字有跳動(dòng)。（5）儀器在進(jìn)行各種測(cè)量前，應(yīng)先進(jìn)行自校檢查，以檢查儀器是否正常。但自校檢查只能檢查部分電路的工作情況，并不能說(shuō)明儀器沒(méi)有任何故障。6）使用時(shí)，應(yīng)注意觸發(fā)電平的調(diào)節(jié)，在測(cè)量脈沖時(shí)間間隔時(shí)尤為重要，否則會(huì)帶來(lái)很大的測(cè)量誤差。（7）使用時(shí)，應(yīng)按要求正確選用輸入耦合方式。（8）測(cè)量時(shí)，應(yīng)盡量降低被測(cè)信號(hào)的干擾分量，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。二、拓展修一修電子計(jì)數(shù)器型號(hào)比較多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也大不相同，常見(jiàn)故障有：無(wú)顯示（整機(jī)不工作）、數(shù)碼管疊字（漏字）、誤差。維修中，仍然是先檢修電源，如果電源正常，無(wú)顯示故障會(huì)解決。1、短路故障的仿真維修

當(dāng)電子電壓表出現(xiàn)指示燈不亮、數(shù)碼管無(wú)顯示等三無(wú)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查由于內(nèi)部短路引起的保險(xiǎn)絲燒斷。短路故障的仿真分析（1）故障分析導(dǎo)圖（2）動(dòng)畫(huà)顯示故障回路（3）動(dòng)畫(huà)顯示可能的故障元件短路故障仿真檢修（1）仿真檢測(cè)單擊“仿真檢修”，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量濾波電容、開(kāi)關(guān)三極管的集電極與發(fā)射極、整流二極管、保險(xiǎn)絲的電阻（2）判別故障根據(jù)上述測(cè)量值，判斷故障元件。（3）排除故障移去故障元件，從元件庫(kù)選擇同型號(hào)元件安裝到電路板相應(yīng)位置。（4）檢驗(yàn)是否成功打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，檢檢電壓表是否正常工作。2、斷路故障的仿真維修：

由于元器件脫焊、電源導(dǎo)線(xiàn)折斷、探頭電纜內(nèi)部損壞等原因，往往會(huì)造成斷路故障，一般情況下，斷路故障不會(huì)造成周?chē)骷p壞等連鎖反應(yīng)。斷路故障的仿真分析（1）故障分析導(dǎo)圖（2）動(dòng)畫(huà)顯示故障回路（3）動(dòng)畫(huà)顯示可能的故障元件斷路故障仿真檢修：（1）仿真檢測(cè)單擊“仿真檢修”，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量連接電纜兩端插針之間的電路是否開(kāi)路（2）判別故障根據(jù)上述測(cè)量值，判斷故障元件或故障部位。（3）排除故障用電烙鐵對(duì)開(kāi)路點(diǎn)進(jìn)行連接恢復(fù)。（4）檢驗(yàn)是否成功打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，檢檢計(jì)數(shù)器是否正常工作。元器件損壞故障的仿真分析：（1）故障分析導(dǎo)圖（2）動(dòng)畫(huà)顯示故障回路（3）動(dòng)畫(huà)顯示可能的故障元件元器件損壞故障仿真檢修：（1）仿真檢測(cè)單擊“仿真檢修”，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量相應(yīng)分壓電阻或分頻電路是否正常（2）判別故障根據(jù)上述測(cè)量值，判斷故障元件或故障部位。（3）排除故障移去故障元件，從元件庫(kù)選擇同型號(hào)元件安裝到電路板相應(yīng)位置。（4）檢驗(yàn)是否成功打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，檢檢計(jì)數(shù)器是否正常工作。三、探究想一想1、分析表7-1數(shù)據(jù)，說(shuō)明閘門(mén)時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。2、用6位電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率為10kHz和100kHz的信號(hào)頻率，閘門(mén)時(shí)間分別置于1s和0.1s。（1）分別計(jì)算顯示器顯示的頻率，填入下表中（2）根據(jù)結(jié)果說(shuō)明什么情況下誤差小。四、自評(píng)考一考選擇題1、在下列所述功能要求的選項(xiàng)中，電子計(jì)數(shù)器不能實(shí)現(xiàn)的是（）。A、測(cè)量頻率，測(cè)量電平B、測(cè)量周期，測(cè)量高頻和微波頻率C、進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，與計(jì)算機(jī)連接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量D、測(cè)量時(shí)間間隔，測(cè)量頻率比2、通用計(jì)數(shù)器在測(cè)量頻率時(shí)，當(dāng)閘門(mén)時(shí)間選定后，被測(cè)信號(hào)頻率越低，則（）誤差越大。A、觸發(fā)B、標(biāo)準(zhǔn)頻率C、偶然D、±13、在測(cè)量信號(hào)頻率時(shí)，電子計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)和門(mén)控信號(hào)分別為（）。A、被測(cè)信號(hào)、閘門(mén)時(shí)間信號(hào)B、時(shí)標(biāo)信號(hào)、被測(cè)信號(hào)C、閘門(mén)時(shí)間信號(hào)、被測(cè)信號(hào)D、時(shí)標(biāo)信號(hào)、閘門(mén)被測(cè)信號(hào)4、電子計(jì)數(shù)器不能測(cè)量的參數(shù)是（）。A、兩個(gè)信號(hào)的頻率比B、信號(hào)的周期C、兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間間隔D、信號(hào)的幅度5、電子計(jì)數(shù)器頻率測(cè)量時(shí)的主要誤差是（）。A、量化誤差 B、時(shí)基誤差 C、計(jì)數(shù)誤差 D、觸發(fā)誤差6、電子計(jì)數(shù)器能測(cè)量的是（）。A、振幅B、上升時(shí)間C、相位差D、時(shí)間間隔7、用8位電子計(jì)數(shù)器測(cè)量一個(gè)頻率為1240kHz的信號(hào)時(shí)，若選擇閘門(mén)時(shí)間為100ms，則顯示值為（）。A、1240.0kHzB、1240.0000kHzC、1240.000kHzD、1240.00kHz8、用7位計(jì)數(shù)器測(cè)量的信號(hào)頻率，當(dāng)閘門(mén)為1s時(shí)，儀器正常工作時(shí)顯示值應(yīng)為（）。A、150.000kHzB、150.00kHzC、150.0kHzD、150kHz9、用7位計(jì)數(shù)器測(cè)量fx＝250kHz的信號(hào)頻率，當(dāng)閘門(mén)時(shí)間為0.1s時(shí)，儀器正常工作時(shí)顯示值為（）。A、250.000kHz B、250.00kHzC、250.0kHz D、250kHz10、用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量信號(hào)頻率時(shí)，下列的說(shuō)法中最確切的是（）A、測(cè)量精度只與閘門(mén)時(shí)間有關(guān)。B、測(cè)量精度與閘門(mén)時(shí)間無(wú)關(guān)。C、測(cè)量精度與被測(cè)信號(hào)的頻率和閘門(mén)時(shí)間都有關(guān)。 D、測(cè)量精度與被測(cè)信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)。判斷題1、電子計(jì)數(shù)器進(jìn)行頻率測(cè)量時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來(lái)源于被測(cè)信號(hào)，觸發(fā)脈沖來(lái)源于閘門(mén)信號(hào)。（）2、用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量一個(gè)頻率為250kHz的信號(hào)時(shí)，若選擇的閘門(mén)時(shí)間為10ms，則正常顯示的頻率值為250.00kHz。（）3、電子計(jì)數(shù)器自校時(shí)內(nèi)部的晶振不工作。（）4、量化誤差對(duì)測(cè)頻率誤差的影響隨頻率升高而減小。（）5、電子計(jì)數(shù)器的測(cè)量速度與閘門(mén)時(shí)間有關(guān)。（）6、用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量同一信號(hào)頻率時(shí)，閘