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标准集团讲述电子计数器的分类及特性

标准集团(香港)有限公司是一家提供材料测试仪器设备的综合供应商,创立于2003年,总部在中国香港,在上海设有分公司上海泛标纺织品检测技术有限公司,全面负责中国大陆地区的销售和售后服务,上海千实精密机电科技有限公司是其生产厂家,负责测试仪器的加工生产。

公司起步于纺织领域的开发,秉持专业、真诚、热情、高效的服务理念,全面贴近客户需求,获得客户高度认可。其后,为满足客户日益增长的需求,公司逐步拓展产品线,扩张至相邻的皮革、地毯、床垫、箱包、家具、玩具、非织造、包装材料等行业,随后,又延伸至过滤材料、燃烧及光学光谱等多个领域。主要经营的产品种类有:口罩检测仪器、防护服检测仪器、纺织及服装测试仪器,皮革及鞋材测试仪器,燃烧类测试仪器,玩具类测试仪器,汽车内饰测试仪器,土工布测试仪器,非织造无纺布测试仪器,过滤材料测试仪器,材料老化测试仪器,床垫箱包家具测试仪器以及其它相关测试设备。

电子计数器早出现在20世纪50年代初期,是发展早和快的一类数字式仪器了,就目前更新情况来说,是一款一机多用的仪器了,可以测频,计数,测量精准度高,速度快,自动化程度高,仪器直接数字显示,而且操作非常简单,近几年仪器采用大规模集成电路,使仪器在小型化,耗电,可靠性诸方面都有很大的改善了,已经替代了模拟式频率测量仪器了。
1.分类
电子计数器按照功能可划分为如下四大类。
1)通用计数器
通用计数器足一种具有多种测量功能、多种用途的“万计数器,它可测量频率、周期、多周期平均、时间间隔、自检、频率比、累积计数、及时等,配上相应插件可测相位、电压、电流、功率、电阳等电量,配和传感器还可测长度、位移、重量、压力、温度、转速、速度与加速度等非电量。
2)频率计数器
频率计数器是指专门用来测量高频和微波频率的计数器,功能限于测频和计数,其测频范围往往很宽。
3)时间计数器
时间计数器是以时间测量为基础的计数器。这类计数器都在不同程度上采用了计算技术,其测时分辨率和准确度很高,已达ps量级。
4)特种计数器
特种计数器是具有特种功能的计数器,包括可逆计数器、预置计数器、序列计数器、差值计数器等。
此外,电子计数器还可按用途分为测量用计数器和控制用计数器。通用计数器、频率计数器和计算计数器均属测量用计数器;特种计数器则是控制用计数器,它在工业生产和自动控制技术中十分有用。
由于应用多的是通用计数器,故本节对通用计数器进行进一步讨论。
2.电子计数器技术特性
根据我国电子计数器型谱系列,按部标规定通用计数器的主要技术特性如表所示。
3.电子计数器的功能
计数器系类的产品很大多,大部分都具有测量频率,周期,多周期平均,时间间隔,自检,频率比,累加计数,计时等功能,以下就针对自检,频率比,累加计数等进行解析:
1)自检
自检是在时基单元提供的闸门时间内,对时标信号(频率较高的标准频率信号)进行计数的一种功能,用以检查计数器的整机逻辑功能是否正常(下图为自检时的原理方框图)。由于这时的闸门信号和时标信号均为同一个晶体振荡器的标准信号经过适当地倍频或分频而得到的,因此其计数结果是已知的,显示数字是完整的。若闸门时间为T,时标为fc(即Tc=1/f,则据式可知计数结果应为:

例如:闸门时间T选1s时表选Tc=10ns(fc=100MHZ),那么显示的数字应是N=100000000。如果每次测量均稳定地显示这个数字,则说明仪器工作正常。


应当指出,在自检状态下,由于闸门信号和时标信号均由同一晶振产生,具有确定的同步关系,因此计数器这时不存在量化误差(±1误差)。
2)频率比的测量
频率比是加于A、B两路信号源的频率比值。根据频率和周期的测量原理,可得测量 频率比的工作原理(如下图:频率比测量原理方框图)

同周期测量一样,为了提高频率比的测量精度,也可扩大被测信号B的周期数。如果周期倍乘放在“ X10n挡上,则计数结果为

应该注意,按图上图测量频率比时,要求fA>fB。应用频率比测量的功能,可方 便地测得电路的分频或倍频系数。
3.累加计数(计数A的测量)
累加计数是在一定的时间内(通常是比较长的时间,如自动统计生产线上的产品数 量)记录信号A(如产品通过时传感器产生的光电信号)经整形后的脉冲个数。由于门开 放的时间比较长,因而对控制门的开、关速度要求不高,可用手动开关来控制门控双稳状 态的转换,其原理框图如下图所示。

4 .计时
如果计数器对内部的标准时钟信号--秒信号(或者微秒信号、毫秒信号)进行计数, 主门用手控或遥控,则显示的累计数即为总共所经历的时间。此时,计数器的功用类同于 电子秒表,它计时,常用于工业生产的时间控制。

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