[发明专利]一种脉冲计数器脉冲计数校准装置及校准方法

说明书

本发明公开了一种脉冲计数器脉冲计数校准装置及校准方法，它包括函数/任意波形发生器；所述函数/任意波形发生器信号输出端与适配器的信号输入端相连，适配器的信号输出端与脉冲计数器的信号输入端正端和负端相连；利用函数/任意波形发生器的脉冲串功能，输出脉冲数已知的标准脉冲电压信号，经适配器放大后，输出幅度可调的脉冲数已知的标准脉冲电压信号，加到脉冲计数器的信号输入端；脉冲计数器测得的脉冲数与函数/任意波形发生器输出的标准脉冲数进行比较对脉冲计数器进行校准；解决了现有脉冲计数器脉冲计数校准标准仪器种类多、成本高、使用校准复杂，且输出信号幅度窄，满足不了脉冲计数器对输入信号的幅度要求的技术难题。

技术领域

本发明属于测量仪器校准技术，尤其涉及一种脉冲计数器脉冲计数校准装置及校准方法。

背景技术

脉冲计数指对输入的电信号或空接点信号的个数进行累加计数，脉冲计数的最小分辨力一般为1，无量纲。脉冲计数器是一种能够响应脉冲信号或空接点信号并进行计数测量的电子测量仪器，脉冲计数器主要由电源、内部电平触发电路、抽样判别电路、计数电路和显示电路等部分组成。

对电信号进行脉冲个数测量的脉冲计数器的测量原理框图如图1所示，A1为信号输入的正端，A2为信号输入的负端，在A1和A2端输入频率和幅度满足要求的脉冲电压信号时，每1个脉冲使脉冲计数器计1个数并累加。

对空接点信号进行脉冲个数测量的脉冲计数器的测量原理框图如图2所示，A3为信号输入的正端，A4为信号输入的负端，A3和A4端有电压并用V1表示。为了说明其工作原理，外接轻触开关K1。当第1次将K1按下时，A3和A4端短路，A3和A4端的电压从V1跃变为0V，在A3和A4端生成第1个脉冲，脉冲计数器计1个数。当第1次将K1松开时，A3和A4端开路，A3和A4端的电压从0V跃变为V1。当第2次将K1按下时，A3和A4端短路，A3和A4端的电压从V1跃变为0V，在A3和A4端生成第2个脉冲，脉冲计数器计1个数并累加。当第2次将K1松开时，A3和A4端开路，A3和A4端的电压从0V跃变为V1。即每按1次K1时，脉冲计数器计1个数并累加。由于手工每次按K1时停留的时间和相邻两次按的时间间隔长短不一样，因此，脉冲宽度和脉冲间隔时间各不相同，A3和A4端生成的脉冲电压波形如图3所示。

目前，校准脉冲计数器的规范有JJF 1686-2018《脉冲计数器校准规范》，它解决了一些常规的脉冲计数器脉冲计数的校准问题，但还有以下不足：

第一：校准用的标准仪器有：函数信号发生器、脉冲信号发生器、带脉冲计数功能的通用计数器、时间间隔发生器共4种类型的仪器，仪器多、成本高，使用和校准复杂。

第二：JJF 1686-2018《脉冲计数器校准规范》适用于响应30mV～10V的电信号或空接点信号并进行脉冲个数测量的脉冲计数器及脉冲计数模块的校准。目前，有许多脉冲计数器及脉冲计数模块要求输入脉冲信号的电压幅度超出30mV～10V范围，有的高达50V以上。而函数信号发生器、脉冲信号发生器、时间间隔发生器这些仪器通常在50Ω输出阻抗下最大输出脉冲电压峰峰值为10V，在高阻输出阻抗下最大输出脉冲电压峰峰值为20V，因此，它们的输出信号不能使脉冲计数器及脉冲计数模块计数，无法校准。

第三：对于空接点信号的脉冲计数器，有的其空接点间的电压超出30mV～10V的范围，有的高达50V以上，如用函数信号发生器、脉冲信号发生器、带脉冲计数功能的通用计数器、时间间隔发生器这4种类型的仪器进行校准，会对仪器造成损伤。

目前，典型的脉冲计数的主要技术指标为：内置时基最大允许频率偏差：±1.0×10^-8，脉冲计数范围：1～1×10⁷，最大允许误差：±(时基最大允许频率偏差×脉冲计数频率×测量时间+1)。

由于现有校准脉冲计数器的标准仪器的种类多、成本高、使用和校准复杂，且这些仪器输出信号幅度等参数达不到有些脉冲计数器的输入信号要求，造成校准困难，因此，校准这些类型的脉冲计数器是需要解决的难题。

发明内容