Назначение
Частотомеры универсальные Ч3-86 (далее приборы, частотомеры) предназначены для измерения частоты и периода непрерывных синусоидальных и видеоимпульсных сигналов, временных параметров импульсных сигналов (длительности, периода следования, длительности, фронта и спада видеоимпульсов), интервалов времени, отношения частот двух сигналов и счета числа колебаний.
Приборы предназначены для использования в качестве автономного средства измерения и в составе информационно-измерительных систем с интерфейсом КОП.
Описание
Принцип действия прибора основан на формировании на установленном уровне входного сигнала и последующем измерении интервала Тх (строб-сигнала), равного при временных измерениях измеряемому параметру (длительности импульса, длительности фронта или спада импульса, интервала времени) и целому числу периодов входного сигнала за установленное время измерения (счета) tc при измерении частоты и периода сигнала.
Измерение интервала Тх осуществляется счетно-импульсным методом при периоде меток времени Т0 = 10 нс, сформированных из опорного сигнала частоты 100 МГц.
Длительность интервала Тх выражается в виде Тх = No-То, аппаратурная разрешающая способность измерения составляет A tp = То.
В режиме измерения частоты и периода число периодов Nx входного сигнала за установленное время счета tc регистрируется счетчиком Nx, число меток времени No регистрируется счетчиком No.
Среднее за время tc значение периода Px(tc) = No-To/Nx, среднее значение частоты Fx(tc) = Nx/No-To. Аппаратурная относительная разрешающая способность измерения частоты и периода равна 1-10-8/tc.
Время счета tc при внутреннем цикле измерения формируется путем отсчета меток времени счетчиком - таймером NC4. В режиме внешнего tc его значение равно длительности внешнего стробсигнала ВНЕШ tc.
Прибор выполнен в унифицированном корпусе.
Прибор имеет 4 входа (канала): А, В, С, D. Каналы А и В идентичны по построению и своим техническим характеристикам и обеспечивают измерение частоты и периода непрерывных синусоидальных и видеоимпульсных сигналов в диапазоне от 0,1 Гц до 100 МГц. Каналы С и D обеспечивают измерение частоты, используя деление частоты входных сигналов в диапазонах: вход С от 100 МГц до 1 ГГц, вход D от 1 ГГц до 17,85 ГГц.
Управление прибором осуществляется с помощью клавиатуры, размещенной на передней панели прибора.
Индикация режимов измерения и вспомогательной информации осуществляется на экране графического дисплея в алфавитно-цифровой и символьной форме
Информационная совместимость приборов с внешней аппаратурой управления и обработки осуществляется через интерфейс КОП.
На задней панели прибора размещены органы подключения и вывода опорного сигнала, разъем КОП с переключателем адреса, разъем подключения сети питания.
Общий вид частотомера универсального Ч3-86 приведен на рисунке 1.
Рисунок 1
Схема пломбировки от несанкционированного доступа и обозначение места нанесения заводского номера прибора приведена на рисунке 2. Пломбировка частотомера производится с нанесением знака поверки давлением на специальную мастику.
Рисунок 2
Программное обеспечение
В приборе имеется встроенное Программное обеспечение, предназначенное для управления режимами работы прибора и индикации, а также дистанционного управления через интерфейс КОП по ГОСТ 26.003-80 при работе в составе информационно-измерительных систем.
Размещенные в приборе программируемые микросхемы: ПЗУ, ПЛИС, микроконтроллеры со встроенной flash- памятью конструктивно защищены от несанкционированного доступа.
Встроенное программное обеспечение имеет следующие идентификационные
характеристики:
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование программного обеспечения | СН3-86 Setup.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | не ниже 1.0 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | D0051629 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC 16 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - высокий в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Конструкция частотомера исключает возможность несанкционированного влияния на ПО и измерительную информацию.
Встроенное программное обеспечение не оказывает влияния на метрологические характеристики прибора.
Технические характеристики
Таблица 1 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измеряемых частот непрерывных синусоидальных и видеоимпульсных сигналов по входу А , Гц | От 0,1 до 100-106 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения частоты и периода по входу А где 50 - относительная погрешность по частоте опорного генератора; 5зап - относительная погрешность запуска - случайная составляющая, обусловленная влиянием внутренних шумов измерительного тракта, отношением сигнал/шум входного сигнала и крутизной перепада напряжения входного сигнала в точке запуска; Atp - аппаратурная разрешающая способность -случайная составляющая погрешности, обусловленная несовпадением фаз входного и опорного сигналов, равная ± 1-10-8 с; Г-время счета частотомера. | 5 (f, Р)= ±(50+ 5за^Д) |
| Диапазон измеряемых длительностей импульсов по входу А при максимальной частоте следования не более 10 МГц ,нс | от 50 до 100-106 |
| Диапазон измеряемых длительностей фронта и спада импульса по входу А, нс | от 50 до 100-103 |
| Уровни входных сигналов канала А: -синусоидального (среднеквадратическое значение): - видеоимпульсного: в режиме измерения частоты( периода) и длительности импульса; в режиме измерения фронта и спада импульса | от 0,03 до 7 В от 0,1 до 10 В от 0,6 до 10 В |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения временных параметров импульсов (длительность, фронт, спад) и интервалов времени где tx - измеряемый временной интервал, с; А1ур - погрешность измерения, обусловленная погрешностью установки уровней запуска; А1р - случайная составляющая за счет дискретности измерения интервала tx, определяемого установленным режимом - аппаратурная разрешающая способность измерения; Агап - случайная составляющая погрешности, обусловленная влиянием шумов измерительных трактов, отношением сигнал/шум входного сигнала и крутизной перепада напряжения входного сигнала в точке запуска. | А1х= ± (5o-tx + А^р + Аtзап + А1р), |
| Погрешность А1ур не превышает значения, рассчитанного по формуле: где Аиур1,2 - погрешность установки уровней запуска каналов А и В, не превышающая ± 0,05 В; Si,2 - значение крутизны сигнала по входам А и В, В/с. | А^р = ± (| АиургКаЛ! + 1 Аиур2-КаТГ^2| ) |
| Погрешность Агап не превышает значения, рассчитанного по формуле: где А1зап1,2 - погрешность запуска каналов А и В. | АГап = ± (| А1зап1| + 1 А1зап2| ), |
| Погрешность А1зап1,2 не должна превышать значений, рассчитанных по формуле: где ип1,2 - пиковое значение помехи по входам А и В. | А^Д = (3ОШ + Цу} Катт /S1,2 |
| Диапазон измеряемых интервалов времени между импульсами, поступающими на вход «А» и «В», с | от 50-10-9 до 1 |
| Диапазон сравниваемых частот при измерении отношения двух непрерывных синусоидальных или видеоимпульсных сигналов, поступающих на входы А и В: высшей из сравниваемых частот, Гц | от 1 до 100406 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения отношения частот где £н, fB - значения низшей и высшей из сравниваемых частот соответственно. | 5 = ± (5зап / tf + 1 / tcf) |
| Диапазон измеряемых частот по входу С, МГц | от 100 до 1000 |
| Диапазон измеряемых частот по входу D, ГГц | от 1 до 17,85 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения частоты по входам С и D: | 5f = ± (5о + А1р / tc) |
Таблица 2 - технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением) частотой (50 ±1) Гц ,В | 220±22 |
| Мощность, потребляемая прибором, не более, ВА | 40 |
| Габаритные размеры, не более, мм | |
| длина | 340 |
| ширина | 300 |
| высота | 120 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Масса прибора (без упаковки), не более, кг | 6 |
| Климатические условия применения рабочие условия: температура окружающего воздуха, ° С относительная влажность воздуха, % атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.) предельные условия: предельная пониженная температура ,°С предельная повышенная температура, °С | от - 10 до + 50 98 при температуре + 25 °С 60 - 106 (450 - 795) - 50; 60 |
| Средняя наработка на отказ (То) прибора, не менее, ч | 15000 |
| Гамма-процентный ресурс прибора Тр (у)при у = 95 %, не менее, ч | 10000 |
| Г амма-процентный срок службы прибора Тсл(у) при у = 95 %, не менее, лет | 15 |
| Электрическая изоляция между сетевыми выводами и корпусом прибора выдерживает без пробоя и поверхностного перекрытия испытательное напряжение синусоидальной формы частотой 50 Гц среднеквадратического значения в нормальных условиях применения, В при повышенной влажности, В | 1500 900 |
| Электрическое сопротивление изоляции между сетевыми выводами и корпусом прибора не менее: в нормальных условиях применения, МОм при повышенной температуре окружающего воздуха, МОм при повышенной относительной влажности окружающего воздуха, МОм | 20 5 2 |
| Электрическое сопротивление между зажимом (контактом) защитного заземления и корпусом прибора не более, Ом | 0,1 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и формуляра типографским способом и непосредственно на приборы - сеткографическим способом.
Комплектность
Таблица 3 - Комплектность средства измерений
| №№ п/п | Наименование, тип | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| 1. | Частотомер универсальный Ч3-86 | ТНСК.411142.001 | 1 | |
| 2. | Комплект ЗИП-О в составе: | | | |
| 2.1 | шнур питания; | SCZ-1R | 1 | MSL |
| 2.2 | кабель соединительный ВЧ; | ЕЭ4.852.517-08 | 3 | 517-08 |
| 2.3 | кабель соединительный СВЧ; | ЕЭ4.852.793-01 | 1 | 793-01 |
| 2.4 | аттенюатор фиксированный 10 дБ; | Хв2.243.157-03 | 1 | 10 дБ |
| 2.5 | тройник СР-50-95Ф; | ГУ3.640.095ТУ | 1 | |
| 2.6 | кабель КОП; | ЕЭ4.854.130 | 1 | 4.854.130 |
| 2.7 | вставка плавкая ВП2Б-1В 1 А - 250 В | ОЮО.481.005 ТУ | 4 | |
| №№ п/п | Наименование, тип | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| 2.8 | вставка плавкая ВП1-1 2 А - 250 В | ОЮО.480.003 ТУ-Р | 4 | |
| 2.9 | вставка плавкая ВП1-1 1 А - 250 В | ОЮО.480.003 ТУ-Р | 4 | |
| 2.10 | вставка плавкая ВП1-1 0,5 А - 250 В | ОЮО.480.003 ТУ-Р | 4 | |
| 3 | Эксплуатационная документация: | | | |
| 3.1 | Руководство по эксплуатации книга 1; | ТНСК.411142.001 РЭ | 1 | |
| 3.2 | Руководство по эксплуатации книга 2. | ТНСК.411142.001 РЭ1 | 1 | |
| 3.3 | Формуляр | ТНСК.411142.001 ФО | 1 | |
| 4 | Ящик укладочный | ТНСК.323365.056 | 1 | |
Примечание - Изделия, перечисленные в пунктах 2.4, 2.6, 3.2 таблицы 3 поставляются по отдельному заказу
Поверка
осуществляется по документу МП 27901-11, раздел 8 «Поверка прибора», утвержденному ГЦИ СИ ФГУ «Нижегородский центр стандартизации, метрологии и сертификации» 20.12.2010 г.
Таблица 4 - Перечень средств измерений (рабочих эталонов)
| Наименование средства поверки | Пределы измерения | Погрешность |
| Г енератор сигналов высокочастотный Г4-176 | диапазон частот от 0,1 до 1020 МГц диапазон напряжения выходного сигнала до 2 В | ±1,5-10’ 7 f |
| Г енератор сигналов низкочастотный прецизионный Г3-122 | диапазон частоты выходного сигнала от 0,001 Гц до 2 МГц диапазон напряжения выходного сигнала от 0,01 до 1 В | ±5х10-7 f |
| Ваттметр поглощаемой мощности М3-90 | диапазон частот входного сигнала от 1 до 17,85 ГГц диапазон измерений мощности входного сигнала от 0,01 до^5 мВт | ±6 % |
| Генератор сигналов высокочастотный Г4-202 | диапазон частоты выходного сигнала о т 2,0 до 8,15 ГГц мощность выходного сигнала от 10 до 20 мкВ | ±0,45 % |
| Г енератор сигналов высокочастотный Г4-204 | диапазон частот выходного сигнала от 8,15 до 17,85 ГГц мощность выходного сигнала от 30 до 100 мкВт | ±0,45 % |
| Г енератор импульсов Г5-75 | длительность импульсов от 50 нс до 1 с период повторения от 0,1 до 9,99 с амплитуда импульса от 0,01 до 0,999 В | ±0,1 % |
| Г енератор импульсов Г5-78 | частота импульсов 50, 100 МГц амплитуда импульсов от 0,1 до 2,5 В длительность импульсов 5 нс, длительность фронта и спада от 50 нс до 100 мкс | ±10 % |
| Г енератор импульсов Г5-56 | длительность импульсов от 10 нс до 100 мс длительность фронта ( спада) 10 нс амплитуда импульсов от 1 до 10 В | ±10 % |
| Стандарт частоты Ч1-81 | частота 5 МГц | ±240-11 |
| Частотомер электронносчетный вычислительный Ч3-64 | частота 10 МГц | Г10-10Лсч |
| Наименование средства поверки | Пределы измерения | Погрешность |
| Осциллограф С1-154 | Полоса пропускания от 1 Гц до 100 МГц | ±6 % |
| Источник временных сдвигов И1-8 | период следования выходных импульсов от 10 мкс до 1 мс амплитуда 1 В задержка между опорным и задержанным импульсами от 100 нс до 100 мс разрешающая способность 0,1 нс | ±(5'10'7Т сдв+ 0,5 •нс) |
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится давлением на специальную мастику двух пломб, которые расположены на задней панели в местах крепления верхней и нижней крышек.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 22335-98 «Частотомеры электронно-счетные. Общие технические требования и методы испытаний».
ГОСТ 8.129-2013 ГСИ «Государственная поверочная схема для средств измерения времени и частоты».
Частотомер универсальный Ч3-86. Технические условия. ТНСК.411142.001ТУ.
Методика поверки частотомера универсального Ч3-86 приведена в разделе 8 «Поверка прибора» Руководства по эксплуатации ТНСК.411142.001РЭ, утвержденном руководителем ГЦИ СИ ФГУ «Нижегородский центр стандартизации, метрологии и сертификации» 20.12.10 г.
