Частотомер

Союз СоветскихСсциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 898339(22) Заявлено 2504 79 21) 27577 б 2/18-21с присоединением заявки Мо -(5)М Кд 3 С 01 В 23/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения С. П. Григорян Специальное конструкторское бюро геофиэичеонаыо.приборостроения научного центра Геофизика"АН Азербайджанской СССР(54) ЧАСТОТОМЕР Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для цифрового измерения частоты электрических сигналов в устройствах, работающих в автономном режиме с ограниченными ресурсами по питанию, например в полевой геофизической аппаратуре.Известно устройство для цифрового измерения частоты, основанное на счетно-импульсном методе 1).Недостатком данного устройства является необходимоСть применения высокостабильных точных генераторов опорной частоты, причем для измерения частоты в широком диапазоне температур необходимо термостатирование генераторов. Термостатирование связано со значительным расходом электрической энергии, ресурсы которой в полевых условиях ограничены.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является частотомер, содержащий электронный ключ, формирователь, счетчик импульсов, генератор опорной частоты и делитель частоты, выход формирователя соединен с первым входом электронного ключа, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, выход генератора опорной частоты подключен к входу делителя частоты, выход которогоподключен к второму входу электронного ключа 2).Недостатком известного частотомера является большая потребляемаямощность и низкая точность измеренийпри измерениях в широком диапазонеизменения температуры.Цель изобретения - повышение точности измерений и уменьшение потребляемой мощности.Поставленная цель достигается тем,что в частотомер, содержащий формирователь импульсов, выход которогоподключен к первому входу ключа, генератор импульсов, выход которого через делитель частоты подключен ковторому входу ключа, выход которогосоединен с входом счетчика, дополнительно введены ключ, счетчик, вычислительный блок и последовательно соединенные генератор импульсов и делитель частоты, причем выход формирователя импульсов подключен к первому входу дополнительного ключа,второй вход которого соединен с выходом дополнительного делителя частоты, а выход - с входом дополнительЗ 0 ного счетчика, выходы основного идополнительного счетчиков подключены ко входам вычислительного блока,На чертеже приведена блок-схемачастотомера.Частотомер содержит формирователь1 импульсов, ключи 2 и 3, счетчики4 и 5 импульсов, генераторы б и 7 импульсов с различными частотно-температурными характеристиками, делители 8 и 9 частоты, вычислительныйблок 10.Сущность изобретения заключаетсяв том, что производится подсчет числа периодов измеряемой частоты заизмерительные интервалы, сформированные двумя различными генераторамичастоты, имеющими любые различныезависимости частоты от температуры.При изменении температуры окружающейсреды изменяются частоты обоих генераторов, что приводит к изменениюдлительностей измерительных временных интервалов и, соответственно, кизменению числа подсчитанных периодов измеряемой частоты эа эти временные интервалы. Измеренные величиныпериодов измеряемой частоты за дваизмерительных временных интервалаобрабатываются в вычислительном блоке 10 с использованием функциональных зависимостей частот обоих генераторов от температуры окружающей среды, в результате чего на выходе вычислительного блока 10 формируетсякод измеряемой частоты. При этом оператор обработки зависит от конкретных частотно-температурных характе-ристик. Тем самымдостигается инвариантность частотомера к изменениютемпературы окружающей среды, чтоприводит к повышению точности изМерений.Устройство работает следующим образом.Измеряемая частота поступает навход формирователя 1 импульсов, сформированные импульсы через ключи 2 и3 поступают на счетчики 4 и 5 соответственно. При .этом ключ 2 открывается на измерительный интервал 1 и,сформированный генератором б и делителем 8, - 1)К 4где Й - частота генератора б;К - коэффициент пересчета делителя 8.Ключ 3 открывается на измерительный интервал 1 р,1, сформированный генератором 7 и делителем 9,11 Е(2)кгде Й- частота генератора 7;К- коэффициент пересчета делителя 9.Число подсчитанных импульсов Н и И 4 в счетчиках 4 и 5 за измерительные интервалыи 1соответственноравно:Х- (3)1 О Ех- ЕЕх (4)Частоты генераторов б и 7 описываются следующими уравнениями: 0о+дл (5)о +"где й и йо - номинальные частоты генераторов б и 7 соответственно;дй(1) идЕ(1) - частотно-температурныехарактеристики генераторов б и 7 соответственно.20 Наличие дйи дй (1) приводитв известных конструкциях частотомеров к нестабильности частот й и Еот температуры, а соответственно, кнестабильности. измерительных времен ных интервалов г р иИ 1 ИИспользуя выражения (5) и (б),выражения (3) и (4) можно представитьв видеЕо 1+дЕ ХК(4)Г 0,ФЯ,Ь)Выходные сигналы счетчиков 4 и 5,т.е. И и М,1, поступают на входывычислительного блока 10, в которомпосле решения системы уравнений (3)и (4) формируется код измеряемойвеличины частоты й, Генераторы б 40 и 7 должны иметь отличные друг отдруга частотно-температурные характеристики, а номинальные частоты могут быть одинаковыми.Данный частотомер позволяет про изводить высокоточное измерение частоты, используя нетермостатированные генераторы, что уменьшает потребляемую мощность и расширяет областьприменения частотомера, позволяетиспользовать его в полевой геофизической аппаратуре и при измеренияхв лабораторных условиях.Формула изобретения55Частотомер, содержащий формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу ключа, генератор импульсов, выход которого через делиЯ 0 тель частоты подключен ко второмувходу ключа, выход которого соединен с входом счетчика, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и уменьшения у потребляемой мощности, в него допол898339 Составител Техред Л. П летне Корректор О.Била едактор М. Циткина арь Подписта СССРтийд. 4/5 Тираж 718 дарственно изобретени -35, Раушс Заказ 11941/6 ВНИИПИ Го по дела 035, Москва, коми и отк я наб тент, г. Ужгород, ул. Проектная,филиал ППП нительно введены ключ, счетчик, вычислительный блок и последовательносоединенные генератор импульсов иделитель частоты, причем выход формирователя импульсов подключен кпервому входу дополнительного ключа,второй вход которого соединен с выходом дополнительного делителя частоты, а выход - с входом дополнительного счетчика, выходы основного и дополнительного счетчиков подключены ко входам вычислительного блока.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Частотомер электронно-счетный. ЧЗ. Техническоеописание и инструкция по эксплуатации, 1976.2. Шляндин В.И. Цифровые электро- измерительные приборы. М., Энер,гия, 1972, с. 65.