Назначение
Частотомеры электронно-счетные серии Ч3-85 (далее - частотомеры) предназначены для измерения частоты, периода, отношения частот непрерывных синусоидальных или импульсных сигналов, временных интервалов, фазового сдвига между сигналами, длительности, коэффициента заполнения, количества импульсов и отношения частот.
Описание
Частотомеры построены на сверхбольших интегральных микросхемах по технологии ПЛИС. Принцип действия частотомеров основан на электронно-счетном принципе, заключающемся в измерении количества поступающих на вход счетного блока стробирующих импульсов, синхронизированных с входным сигналом, в течение определённого интервала времени. Интервал времени измерения задается методом подсчета стробирующих импульсов, сформированных генератором опорной частоты. После завершения всех измерений микроконтроллер частотомера вычисляет результат измерений и выводит информацию на дисплей. Микроконтроллер отвечает за функции управления, измерения, контроля точности и математическую обработку.
Конструктивно частотомеры выполнены в виде компактного моноблока настольного исполнения, на передней панели которого расположены органы управления, входные разъемы и дисплей.
На задней панели частотомеров расположены: разъем шнура сетевого питания, выход опорного генератора, входы внешнего запуска и внешнего опорного генератора, разъёмы интерфейсов связи с ПК. В модификации частотомеров Ч3-85/7 дополнительно имеются два входных разъема вольтметра.
Частотомеры имеют в стандартной комплектации встроенный опорный кварцевый генератор с тактовой частотой 10 МГц, а также вход для подключения внешнего источника тактовой частоты 5 МГц или 10 МГц. Опционально частотомеры имеют возможность установки опций опорного генератора (кварцевого или рубидиевого) с повышенной стабильностью.
Серия частотомеров Ч3-85 состоит из четырех модификаций: Ч3-85/4, Ч3-85/5, Ч3-85/6, Ч3-85/7. Модификации различаются числом разрядов индикатора, числом каналов в стандартном исполнении, диапазоном измерения частоты и измерительными функциями, а также набором и расположением интерфейсов связи с ПК на задней панели. В модификации Ч3-85/4 отсутствуют следующие измерительные функции: измерения временного интервала, длительности импульса, коэффициента заполнения, количества импульсов, разности фаз. Модификация Ч3-85/7 имеет встроенный вольтметр постоянного напряжения.
Общий вид частотомеров и место нанесения знака утверждения типа приведены на рисунках 1 и 2. Вид задней панели частотомеров и схема пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунках 3 и 4. Для пломбировки используется один из крепежных винтов на задней панели. Пломба может устанавливаться производителем, ремонтной организацией, поверяющей организацией или организацией, эксплуатирующей данное средство измерений, в виде наклейки, мастичной или сургучной печати.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) частотомеров установлено на внутренний контроллер и служит для управления режимами работы, выбора встроенных основных и дополнительных функций. Метрологические характеристики частотомеров нормированы с учетом влияния встроенного ПО.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение для модификаций частотомеров |
| Ч3-85/4 | Ч3-85/5 | Ч3-85/6 | Ч3-85/7 |
| Идентификационное наименование ПО | V4 | V5 | V6 | V7 |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | не ниже 18.12.13 |
Технические характеристики
приведены в таблицах 2 - 5
Таблица 2 - Основные метрологические и технические характеристики в режимах измерения частоты, периода и отношения частот_
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модификаций частотомеров |
| Ч3-85/4 | Ч3-85/5, Ч3-85/5, Ч3-85/6, Ч3-85/7 |
| 1 | 2 | 3 |
| Количество входов (каналов) | | |
| - стандартное исполнение | 1 | 2 |
| - опция | 2 и 3 | 3 |
Диапазон измерений частоты для стандартного исполнения (канал 1 для модификации Ч3-85/4, каналы 1 и 2 для модификаций Ч3-85/5, Ч3-85/5, Ч3-85/6, Ч3-85/7), Гц
- в режиме связи по постоянному току при входном сопротивлении 50 Ом и 1 МОм
от 0,001 до 200 106 от 1106 до 200 106 от 30 до 200 106
от 5 10-2 до 1 от 0,15 до 4,5
±5
от 0,1 до 3 от 0,2 до 6,5 от 6,5 до 12,4 от 6,5 до 16
- в режиме связи по переменному току при входном сопротивлении 50 Ом
- в режиме связи по переменному току при входном сопротивлении 1 МОм_
Диапазоны уровней входного сигнала для каналов в стандартном исполнении, В
- для синусоидального сигнала (среднее квадратическое значение)
- для импульсного сигнала (размах)_
Диапазон уровней синхронизации для стандартного исполнения, В
(канал 1 для модификации Ч3-85/4, каналы 1 и 2 для модификаций Ч3-85/5, Ч3-85/6, Ч3-85/7)_
Диапазон измерений частоты для опциональных каналов (канал 2 и 3 для модификации Ч3-85/4, канал 3 для модификаций Ч3-85/5, Ч3-85/6, Ч3-85/7), ГГц
- опция 1 А
- опция 2А
- опция 3А (только для канала 3)
- опция 4 А (только для канала 3)_
Диапазоны измерений периода сигнала для каналов
1 и 2, с
- стандартное исполнение (канал 1 для модификации Ч3-85/4, каналы 1 и 2 для модификаций Ч3-85/5, Ч3-85/6, Ч3-85/7)
от 5 нс до 10000 с от 0,33 до 10 нс от 0,15 до 1,6 нс
от 5 нс до 10000 с
- опция 1 А
- опция 2А
Диапазоны уровней входного сигнала в диапазонах частот для опциональных каналов, дБм
- опция 1А:
| т о | 7 2 - | о | +19 |
| от | -15 | до | +19 |
| т о | -15 | до | +13 |
| от | 0 2 - | до | +13 |
| от | -15 | до | +13 |
| т о | -18 | до | +10 |
| от | -18 | до | +10 |
| от | -15 | до | +10 |
от 0,1 до 2,6 ГГц св. 2,6 до 3 ГГц
- опция 2А:
от 200 до 400 МГц св. 0,4 до 6 ГГц св. 6 до 6,5 ГГц
- опция 3А
от 6,5 ГГц до 12,4 ГГц
- опция 4А
от 6,5 ГГц до 12,4 ГГц св. 12,4 до 16 ГГц
| 1 | 2 | 3 |
| Пределы допускаемого относительного дрейфа частоты опорного генератора (ОГ) за 1 год - стандартное исполнение - опция 101 - опция FE-5680A | ±2 10-7 ±5 10-8 ±5-10-1° |
| Относительная вариация частоты ОГ в рабочем диапазоне температур - стандартное исполнение - опция 101 - опция FE-5680A | ±5 10-8 ±5 10-9 ±110-10 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты и периода сигнала | D fp = ±(5 0 + —зп + —^ + —^). f (р) t сч t сч t сч где 5о - предел допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ 1); Асис - системная составляющая погрешности, с; Аи - погрешность индикатора, с; А.зап - составляющая погрешности, обусловленная системой запуска, с; t сч - установленное время счета в частотомере, с; f - измеряемое значение частоты, Гц; P - измеряемое значение периода, с. Системная составляющая погрешности Асис с: 1 • 10-9- для частотомеров Ч3-85/4, Ч3-85/6; -8 7-10" - для частотомеров Ч3-85/5; 3.5-10-10- для частотомеров Ч3-85/7. Погрешность индикатора Ди, с: 5-10-10 - для частотомеров Ч3-85/4, Ч3-85/6, -8 110" - для частотомеров Ч3-85/5, 1.5-10-10 - для частотомеров Ч3-85/7. |
| Составляющая погрешности, обусловленная системой запуска, с | — (0,005. Uan + иш ). 2 зап t зап где U3an - уровень запуска, В; иш - уровень шумового сигнала на входе, В: иш = 0,050 В - для частотомеров Ч3-85/4, Ч3-85/5, Ч3-85/6; иш = 0,015 В - для частотомеров Ч3-85/7. t3an - скорость нарастания сигнала в точке запуска, В/с; t зап = Vpp ' 2р • f - для сигналов синусоидальной формы с уровнем запуска равным нулю, где Vpp - значение размаха сигнала на входе, В; f - частота сигнала, Гц. |
| Примечание 1) За один год после выпуска из производства или подстройки |
| 1 | 2 3 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений отношения частот | A f1/f2=—1— f2 tсч где f2 - значение частоты сигнала на канале 2; tC4 - установленное время счета в частотомере. |
Таблица 3 - - Основные метрологические и технические характеристики в режимах измерения временных интервалов, фазового сдвига между сигналами, длительности, коэффициента заполнения, количества импульсов (для модификаций Ч3-85/5, Ч3-85/6, Ч3-85/7)_
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модификаций частотомеров |
| Ч3-85/5, Ч3-85/6 | Ч3-85/7 |
| 1 | 2 | 3 |
| Диапазон измерений длительности интервала времени между импульсами, поступающими на вход 1 и 2 | от 10 нс до 10000 с | от 1 нс до 10000 с |
| Диапазон измерений длительности импульсов (только для входа 1) | от 30 нс до 5000 с | от 1 нс до 10000 |
| Диапазон измерений коэффициента заполнения импульсов (только для входа 1) | от 0,01 до 0,99 |
| Диапазон измерений фазового сдвига между двумя синхронными сигналами, поступающими на вход 1 и 2 (в диапазоне частот до 1 МГц), ° | от 0 до 360 | от 1 до 359 |
| Диапазон измерений количества импульсов | от 0 до 1 • 1013 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений временных интервалов и длительности импульсов, с | А г ,х =±[(5 0 +^) • T (t) + А _ ] t сч где 5о - предел допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ, приведенный в таблице 2; Аза„ - составляющая погрешности, обусловленная системой запуска, приведенная в таблице 2; где T (т)- измеряемый временной интервал или длительность импульсов, с; Асис - системная составляющая погрешности, с: 5• 10-9 - для Ч3-85/5, 4-10-9 - для Ч3-85/6, 1>10-9 - для Ч3-85/7. |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазового сдвига, ° - для Ч3-85/5 - для Ч3-85/6 - для Ч3-85/7 | ±(3 • 10-9+Азап)/360 +0,05) ±(2,5-10-9+Азаи);/-360+0,01) ±(1Л0-9+АзапУ/ • 360+ 0,01) где f - частота сигнала, Гц; Азап - составляющая погрешности, обусловленная системой запуска, приведенная в таблице 2; |
| 1 | 2 | 3 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений коэффициента заполнения импульсов | Акзап = ±(0,0001+ AQrms + (50 -т +Азап +1,5-10-9) • f), где АQrms - среднеквадратическая погрешность измерения, определяемая по формуле: АQaм'= ±V(АИ2 + 2 - А") • (1 + Q2) • f . 9 Аи - погрешность индикатора, приведенная в таблице 2; Q - измеряемый коэффициент заполнения импульсов; 5о - предел допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ, приведенный в таблице 2; Азап - составляющая погрешности, обусловленная системой запуска, приведенная в таблице 2; т - длительность импульса, с; f - частота сигнала, Гц. |
| Примечание При отличии скорости нарастания сигнала в точке начала измерения и в точке окончания измерения, составляющая погрешности, обусловленная системой запуска, рассчитывается по формуле: А зап =д/(А зап 1) 2 + (А зап 2) 2 , где Азап1 - составляющая погрешности в точке начала измерения, обусловленная системой запуска, приведенная в таблице 2; Азап2 - составляющая погрешности в точке окончания измерения, обусловленная системой запуска, приведенная в таблице 2. |
Таблица 4 — Основные метрологические и технические характеристики встроенного вольтметра постоянного напряжения (для модификации Ч3-85/7)_
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Количество входов (каналов) | 2 |
| Диапазоны измерений напряжения, В | ±1,999 | ±19,99 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности, В | ±0,012 | ±0,12 |
| Номинальное значение входного сопротивления, МОм | 1 |
Таблица 5 - Основные технические характеристики и условия применения
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модификаций частотомеров |
| Ч3-85/4 | Ч3-85/5 | Ч3-85/6 | Ч3-85/7 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Число разрядов индикатора при времени счета 1 с | 10 | 8 | 10 | 11 |
| Номинальное значение частоты внутреннего кварцевого генератора, МГц | 10 |
| Напряжение питающей сети, В | от 198 до 242 |
| Частота питающей сети, Гц | от 45 до 55 |
| Потребляемая мощность, В • А, не более | 35 | 70 |
| Г абаритные размеры, мм, не более (ширинахдлинахвысота) | 235x375x105 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Масса в стандартной комплектации, кг, не более | 4,2 | 5,2 |
| Нормальные условия применения - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность, %, не более | от +20 до +26 80 |
| Рабочие условия применения - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность, %, не более | от 0 до +40 85 |
Знак утверждения типа
наносится на переднюю панель частотомеров методом наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность частотомеров
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| Частотомер электронно-счетный серии Ч3-851) | | 1 |
| Сетевой шнур питания | | 1 |
| Измерительный кабель (тип разъемов BNC) | | 1 |
| Руководство по эксплуатации | | 1 |
| Методика поверки | ПР-10-2019МП | 1 |
| Примечание Модификации по требованию заказчика. Каналы 2 и 3 являются опциями для модификации Ч3-85/4, канал 3 является опцией для модификаций Ч3-85/5, Ч3-85/5, Ч3-85/6, Ч3-85/7. Варианты опций приведены в таблице 2. |
Поверка
осуществляется по документу ПР-10-2019МП «Частотомеры электронно-счетные серии Ч3-85. Методика поверки», утвержденному АО «ПриСТ» 20 февраля 2019 г.
Основные средства поверки:
- стандарт частоты и времени водородный Ч1-1007 (регистрационный № 40466-09,
2 разряд в соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений времени и частоты, утвержденной приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарта) от 31 июля 2018 г. № 1621);
- компаратор частотный Ч7-1014 (регистрационный № 40727-09);
- генератор импульсов сложной/произвольной формы 81150А (регистрационный № 56005-13);
- генератор сигналов Е8257Б (регистрационный № 53941-13);
- вольтметр высокочастотный Boonton 9231 (регистрационный № 35082-07);
- ваттметр N1914A с преобразователем N8488A (регистрационный № 44731-10);
- калибратор многофункциональный со встраиваемыми модулями поверки осциллографов 300 МГц, 600 МГц Fluke 5502A (регистрационный № 55804-13).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки, в виде оттиска поверительного клейма, наносится на свидетельство о
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты, утвержденная Приказом Росстандарта от 31 июля 2018 г. № 1621
Техническая документация изготовителя «Shijiazhuang Suin Instruments CO., LTD»
75631-19: Методика поверки ПР-10-2019МПСкачать11.9 Мб
4252-74