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项目6.使用电子计数器
情境聚焦
项目6 使用电子计数器
啤酒厂每天生产多少瓶啤酒；锻炼身体，你每天走了多少步；跳绳比赛，哪位选手跳的最快；……人工去计数，真的很难保证计数准确性。怎么办？电子计算器帮你忙，既把人从繁琐枯燥的劳动中解放出来，又保证了计数的准确性。我们一起来学一学电子计数器及应用吧。
学习指南
职业岗位群应知应会目标
知识目标：1、掌握周期、频率以及时间间隔等概念。
2、理解通用电子计数器的功能和测量原理、 组成框图。
3、了解通用电子计数器的主要技术指标
能力目标：1、能熟练使用通用电子计数器。
2、学会用电子计数器测量较复杂信号。
项目6 使用电子计数器
学习指南
教学重点和难点
重点：用电子计数器测量频率和周期
难点：计数器的测量原理
项目6 使用电子计数器
学习指南
技能点
电压计数器的使用方法
学习方法
做中学、学中练、练中思
评价方法
课堂纪律、出勤情况等（10%）+任务评价（80%）+作业（10%）
项目6 使用电子计数器
思维导图
项目6 使用电子计数器
6.1 HC-F1000型频率计数器的使用
项目6 使用电子计数器
6.1.1 任务描述
本任务为HC-F1000型频率计数器的使用。 要求学生自主阅读HC-F1000型频率计数器的使用说明书，亲自体验计数器的各按键的基本功能，分组协作，尝试测量不同频率和幅度信号的频率和周期，以达到熟练使用HC-F1000型频率计数器的目的。
6.1.1 任务描述
【知识目标】
1、了解电子计数器的分类。
2、掌握周期和频率的概念。
3、能理解通用电子计数器的基本组成。
4、能理解HC-F1000型频率计数器的基本测量原理。
5、了解通用电子计数器的主要技术指标。
6.1.1 任务描述
【能力目标】
1、能通过阅读使用说明书了解 HC-F1000型频率计数器的技术指标和HC-F1000型频率计数器各按键的基本功能
2、能熟练使用HC-F1000型频率计数器的主要测量功能。
6.1.2 任务分析
【工具设备和实施条件】
学生已经具备示波器测量周期的操作与读数方法。
HC-F1001L型频率计数器 EE1642C函数信号发生器
工具设备
实施条件
在测量频率和周期时，闸门时间的选择会影响到测量的精度，同时还要根据被测信号的频率与周期正确使用低通滤波器和衰减开关，以提高测量值的精确度。
【步骤提示】
学习电子计数器的基本知识
自由操作练习
阅读HC-F1001L型频率计数器的使用说明书，
了解计数器的主要性能指标和各旋钮的功能
基本操作
6.1.2 任务分析
一、电子计数器的基础知识
图6-1电子计数器分类
6.1.3 必备知识
电子计数器是一种多功能的电子测量仪器，它是利用电子计数法，在一定的时间间隔内对输入的脉冲信号进行计数，从而可以测量频率、周期及累加计数等。
电子计数器按功能可以分为四类，如图6-1所示。
通常，把具有多种功能的电子计数器称为通用电子计数器，而把主要用于频率测量的电子计数器称为数字频率计。下面我们着重介绍频率计数器。
一、电子计数器的基础知识
6.1.3 必备知识
周期是指周期信号变化一次所需要的时间，用T表示，单位是秒（s）。
频率是周期信号在单位时间内的变化次数，用表示，单位为（Hz）。频率与周期互为倒数关系，即
通常，把具有多种功能的电子计数器称为通用电子计数器，而把主要用于频率测量的电子计数器称为数字频率计。下面我们着重介绍频率计数器。
二、通用电子计数器
图6-2 通用电子计数器基本组成框图
6.1.3 必备知识
1.通用电子计数器基本组成框图
通用电子计数器的整机一般是由输入通道、计数电路、显示电路、时基电路、控制电路以及电源电路组成，如图6-2所示
6.1.3 必备知识
（1）输入通道
输入通道是信号进入仪器内部的通道，由衰减器、放大器和整形电路组成。
（2）计数电路
计数电路是由计数器、锁存器和时间闸门组成。当时间闸门打开时，计数器对输入的脉冲信号进行累加计数、锁存并送入显示电路显示。计数电路一般采用十进制计数器，位数既是仪器的显示位数。
（3）显示电路
显示电路是由译码器、锁存器和显示器组成。现在使用的显示器一般为发光二极管（LED）和液晶显示器（LCD）
二、通用电子计数器
6.1.3 必备知识
（4）时基电路
时基电路电路是由石英晶体振荡器、分频器和时基选择电路组成。振荡器产生的基准频率信号经分频器变换成一系列不同的标准时间信号，由时基选择开关来选择不同的时基信号。
（5）控制电路
时基电路电路是由石英晶体振荡器、分频器和时基选择电路组成。振荡器产生的基准频率信号经分频器变换成一系列不同的标准时间信号，由时基选择开关来选择不同的时基信号。
（6）电源电路
为整机提供各种工作电压，保证仪器正常工作。
三、通用电子计数器
6.1.3 必备知识
（1）测量功能
电子计数器的所有测量功能，包括频率测量、时间间隔测量、频率比、周期、累加计数以及仪器自校准等。
（2）测量范围
不同测量功能的有效值测量范围，一般用上、下限值表示。
（3）输入特性
主要包括输入灵敏度、最大输入电压、输入耦合方式以及输入阻抗等。
（4）闸门时间与时标
仪器内部可以提供的闸门时间信号和时标信号，通常是以10为系数的系列时间基准信号。
（5）显示位数
仪器能够显示的位数，显示位数越多分辨率越高，通常为6～10位。
（6）输出信号
仪器能够直接输出的各种信号，主要包括时标信号、闸门时间和测量结果等。
2.通用电子计数器的主要技术指标
三、频率计数器的基本测量原理
图6-3 频率计数器原理方框图
6.1.3 必备知识
1.频率计数器原理方框图
电路方框图如图6-3所示
三、频率计数器的基本测量原理
计算公式如下：
6.1.3 必备知识
2.测量原理
频率计数器可以测量频率和计数，但测频范围往往很宽。频率计数器进行频率和周期的测量都是采用等精度的测量原理。即在预定的测量时间TX（闸门时间）内由计数器1对被测信号的整数脉冲进行计数NX，计数器2对标准时钟脉冲进行计数NO，然后由微处理器进行数据计算处理。
频率：
周期：
一、阅读HC-F1001L型频率计数器的说明书
6.1.4 实施指导
HC－F1000L多功能计数器是采用单片机对测量进行智能化控制和数据处理的多功能计数器，测量范围为数码管进行显示，具有四种测量功能，采用低功耗线路设计。实现10Hz～1GHz频段等精度测量，等数位显示。内部晶体振荡器稳定性高，保证仪器的测量精度和全输入信号的测量。具有体积小、灵敏度高、极高的性能价格比等优点。
本仪器有四个主要功能：测频率、测周期、累加计数及自检功能。
6.1.4 实施指导
1.了解HFJ-8D超高频毫伏表的主要技术指标
（1）频率测量范围
A通道：10Hz～100MHz
B通道：100MHz～1000MHz
（2）周期测量范围（仅限于A 通道）
（3）输入灵敏度
A通道：10 MHz 量程：10Hz～8MHz 20mVrms
8MHz～10MHz 30mVrms
100MHz量程：10MHz～80MHz 20mVrms
80MHz～100MHz 30mVrms
B通道： 20mVrms
（4）闸门时间预选：0.01s、0.1s、1s或保持
一、阅读HC-F1001L型频率计数器的说明书
6.1.4 实施指导
2. HF-F1001L型频率计数器的仪器面板及功能
图6-4 HC-F1000L型通用电子计数器的前面板
HC-F1000L型频率计数器的前面板如图6-4所示
二、操作前准备
６.1.4 实施指导
按键和开关的功能如下：
（1）电源开关：按下后打开整机电源，仪器进入工作状态。
（2）测量/中止：按下按钮中止测量，并保持中止前数据。
（3）复位：被按下时，立即复位计数器，可开始新一轮测量。
（4）闸门时间选择。测量频率时用于选择不同的分辨率；测量周期时用于选择计数器的周期。
（5）自校：主要检查整个计数器及显示功能是否正常。按下此键，八位显示器0～9字符同时反复显示。
（6）测量功能选择：有3个键，完成4种功能选择包括自校、计数、周期及频率测量。
（7）输入信号衰减：按下时，输入灵敏度降低被20倍（仅限于A通道）。
（8）输入灵敏度：A.FREQ：10MHz：10Hz～10MHz 量程（通道A输入）。
100MHz：10MHz～100MHz 量程（通道A输入）。
B.FRQ：100MHz z～1GHz 量程（通道B输入）。
（9）低通滤波器： AC，100 KHz，-3dB。
（10）输入通道：有A，B两个输入通道插口，以适应不同测量功能的需要。当A通道输入信号幅度大于300mV时，应按下衰减开关降低输入信号，能提高测量值的精确度。
（11）闸门指示：指示闸门的开关状态，门开时显示灯亮。
（12）过载指示：显示超出8位时灯亮。
三、实际操作
6.1.4 实施指导
1.测量前的准备
图6-5 自校检查
测量前需要对频率计数器进行自校检查，如图6-5所示。
按下
三、基本操作
6.1.4 实施指导
2.主要测量功能的使用
将信号源通过探头接入计数器的A通道或B通道，打开电源开关，如图6-6所示
图6-6 将信号源接入A通道或B通道，打开电源开关
三、基本操作
6.1.4 实施指导
（1）周期测量，如图6-7所示，周期为990
图6-7 周期测量
三、基本操作
6.1.4 实施指导
（2）频率测量，如图6-8所示，频率为1.0KHz
图6-8 频率测量
三、基本操作
6.1.4 实施指导
（3）计数
按下A.TOT按键，选择计数器模式，屏幕会连续计数。当按下HOLD按键，暂停显示。按下REST复位。
【温馨提示】演示时，为了清晰观测计数的过程，应该将信号源的频率降低。
可见闸门时间越长，显示值位数越多，相对误差越小
四、任务练习
6.1.4 实施指导
1.用信号源输出不同波形的信号，用电子计数器测量信号的频率和周期，将结果计入表6-1中。
表6-1 测不同波形的信号频率和周期
信号源显示频率 三角波 方波 正弦波
计算后的周期
计数器测量频率
计数器测量周期
四、任务练习
6.1.4 实施指导
2.改变闸门时间观察对测量精度的影响
表6-1 测不同波形的信号频率和周期
信号源输出1KHz的正弦波，幅度小于3V，用计数器分别测量信号的频率和周期。改变闸门时间观察对测量精度的影响。将结果计入表6-2中。
闸门时间 0.01s 0.1s 1s
计数器测量频率
计数器测量周期
五、思考
6.1.4 实施指导
3.示波器观查波形，读取波形的周期，换算成频率。
4.将信号源显示的频率与示波器算出的频率和频率计数器读取的频率进行比较。
四、任务练习
三个频率一样吗？为什么？如何减小误差？
按表6-3进行任务评价
6.1.5 任务评价
表6-3 任务评价表
考核项目 评分标准 配分 自
评 组间 师评 总评
对电子计数器的初步认识 1、不清楚周期和频率的概念，每个扣2分
2、不知道什么叫电子计数器，扣2分
3、不了解电子计数器的组成，扣2分
4、不了解主要技术指标的意义，每个扣2分 15
电子计数器测量功能 1、不清楚有哪些功能，每个扣5分
2、测量各类参数时，接错输入通道，每次扣5分
3、不会选择按键，每个扣5分
4、闸门时间选择不要合理，扣5分 40
读值 1、不能正确读值，每个扣5分
2、没有读出单位，每次扣2分 20
回答问题 1、不能正确回答问题，扣5分
2、不会回答问题，扣10分 15
实训仪器的维护与保养 1、仪器搬动时，撞伤或损坏机壳及零件，扣8分
2、使用完毕后未罩上防尘罩，扣2分 10
安全文明生产 违反安全文明生产操作规程，从总分中扣5～10分
学生
姓名 班级 教师
签名
年 月 日
6.1.6 总结提升
一、实训目的
拓展实训 电子计数器在彩色电视机上的应用
能正确使用电子计数器对较复杂信号的测试。
彩色电视机1台
电视信号发生器1台
电子计数器1台
万用表1块
常用工具1套
1.行同步范围的测量
二、实训设备
三、实训内容
拓展实训 电子计数器在彩色电视机上的应用
行同步范围是指电视机能维持同步状态的行频可调范围。测量过程如下：
（1）将仪器置于频率测量方式，闸门时间1s。
（2）把行振荡输出信号接入B输入端口。
（3）调节行振荡线圈，使仪器显示标准行频（15 625Hz），同时电视机上出现稳定的图像。
（4）调节行振荡线圈，使行频缓慢升高，直至屏幕上的图像出现失步，计下此时的频率读数。
（6）调节行振荡线圈，使行频缓慢降低，直至屏幕上的图像又出现失步，计下此时的频率读数，则行同步范围，一般要求行同步范围大于500Hz。
三、实训内容
拓展实训 电子计数器在彩色电视机上的应用
2.场振荡周期的测量
（1）将仪器置于周期测量方式，选择闸门时间0.01s。
（2）把场振荡输出信号接入A输入端口。此时显示的读数即为场振荡周期，标准场振荡周期为20ms 。
三、实训内容
知识链接——智能光电计数器
智能光电计数器是采用光电探测和转换技术，采用光电探测元件将人体信号转换为数字信号，利用CAN总线(即控制器局域网络)系统将信号传送至处理器，处理器经过特定的程序进行分析、判断，确定进出房间的人数，从而为控制灯光、空调、地暖、加湿器、窗帘、音乐或其他电器设备提供依据。
本控制方式完全以人为本，以有没有人或有多少人来作为设定自动触发相关设备的条件。 传统的人体感应方式是采用探测人体热释红外的原理来判断是否有人，只有在人活动的时候感应器才能探测得到，一旦人静止不动，它便会认为无人，如果以无人为设定条件，在延时一定时间后会关闭灯光等设备，此时便出现了误动作，如果设定延时的时间过长，又造成了不必要的浪费。鉴于此，热释红外传感器只能用在公共场合，如走廊、楼梯间等。但是热释红外传感器还有另外一个问题，那就是它容易受气流和温度变化等环境的影响而产生误动作，因此，为了尽量减少误动作，很多厂家便调低了它的灵敏度，使它在用于报警时尽量减少误报。于是由此又带来了另外一个问题，在作为灯光等设备的触发时反应却显得有些迟钝。传感器灵敏度高，便容易出现误动作，灵敏度低，反应就会迟钝，这一直是一个困扰业内人士的难题。
知识链接——智能光电计数器
现在，这个问题有了突破性的进展，
光电计数传感器不但解决了以上问题，
实现了灯光等设备的实时开启和关闭，
不需要延时，更加节能，由于系统是
根据房间内人的有无和人数的多少为
条件设定依据的，灵敏度很高，但是
不会受环境影响而产生误动作，所以
可以无限扩展系统控制的设备数量和
种类。 光电计数传感器也可以用于安
防报警，可以设定当所有房间的人员
都为零时，自动启动安防警戒系统，
如果系统设防后再有人非法进入，系统则自动进行拨打电话报警或现场警号报警，并记录有几个人在什么时间出入了那些房间，同时联动摄像机进行跟踪录像，使盗贼无处可逃，最大限度地保障财产的安全。
光电计数传感器采用半隐蔽安装方式，在门的两侧各开两个小圆孔，将光电传感器嵌入安装到小孔里，不影响整体美观。
图6-9智能光电计数器
职业技能鉴定指导
知识技能复习要点
1.通用电子计数器由输入通道、计数电路、显示电路、时基形成电路、控制电路和电源电路组成，在进行不同参数测量时，通过改变计数脉冲信号和闸门时间控制信号来实现，由工作方式选择开关进行切换。
2.频率计数器可以测量频率和计数，但测频范围往往很宽。频率计数器进行频率和周期的测量都是采用等精度的测量原理。即在预定的测量时间TX（闸门时间）内由计数器1对被测信号的整数脉冲进行计数NX，计数器2对标准时钟脉冲进行计数NO，然后由微处理器进行数据计算处理。
谢谢使用

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