信号常用仪表.docx
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信号常用仪表
信号常用仪表
本章对现场使用的常用仪表进行一般介绍。
第一节万用表
万用表是一种多量程和测量各种电量的便携式复式电气测量仪表。
一般可用来测量直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、直流电阻、音频电平等电量。
其基本结构由磁电系微安表、内部测量电路和转换装置等组成。
一、使用方法
（一）测量类型和量程选择
测量前首先要根据被测对象，将类型选择开关旋至相应位置，如测量交流电压应将旋钮旋至交流电压挡。
在类型选择之后注意量程的选择，量程选择过小，将可能烧损表头，量程选择过大，将影响测量精度，所以在选择量程时，应使指针指示在满刻度的1/2或2/3以上，这样测量结果较准确。
在无法预测测量的电压或电流值时，应选择最高量程，然后再逐步减小量程。
（二）测量连接
在测量类型、量程选择好后，要注意测量连接。
在测量直流电量时特别要注意仪表的极性，即测量直流电压时，应将万用表正极的红色表笔接被测电路的正极，连接万用表负极的黑色表笔接被测电路的负极。
而测直流电流时，应让被测电流经万用表的正端输入，再从万用表的负端流出，若测量时指针反偏，说明万用表的表笔极性接反。
（三）欧姆挡的正确使用
使用万用表欧姆挡测量电阻时必须注意以下几点:
1.选择适当的倍率，尽量使指针在接近欧姆挡中心的刻度部分，因为被测元件的数值越接近欧姆挡中心刻度，读数越准确。
2.测量前应先“调零”，即将两测试表笔短接，旋转“零欧姆调整旋钮”，使指针在零欧姆位置，若零欧姆调整旋钮无法调零，则需更换内部相应的电池。
3.不能带电测量电阻，若带电测量相当于在测量回路中又增加了一外加电源，这不仅使测量结果无效，而且可能烧坏表头。
所以测量电路的电阻时，首先应断开电源。
4.被测电阻不能有并联支路，否则测得的电阻值将不是被测电阻之实际值，而是某一等效电阻值。
5.测量电阻时，不要双手同时接触表笔的金属部分，否则，人体电阻将被并入被测电阻，影响测量的准确度，在测量阻值较高的电阻时，尤其要注意。
（四）正确读数
读数时应首先分清各类标尺，再从垂直于表盘中心的位置正确读数，若有反射镜，则应待指针与反射镜中镜像重合时读数。
二、注意事项
1.仪表在测量高压、大电流时，不许旋转选择开关以免烧毁开关触头。
2.测试电路的电阻时，断开被测电路，如电路中有电容器，应放电后再进行测量，禁止带电测量电阻。
3.当被测值不能确定大约数值时，应将量程选择开关旋至最大的量程位置上，然后逐挡缩小量程位置以便仪表指针得到较大偏转，读取被测值。
4.仪表应经常保持清洁干燥，并妥善保管，以免降低准确度和损坏机件。
5.测量时手不要与表笔金属部分接触，特别是测大电流、高电压时更应注意。
6.测量500V以上的电压时，要站在干燥的木板或绝缘垫上，同时只能单手测量。
7.测量电流不能并联在电路上测量，只能串联在回路中测量。
8.测量电压时应注意电源正、负极。
9.电表使用完毕，应将开关旋到指定位置，或放在最大交流电压挡。
10.数字万用表不能在电磁干扰的场合使用，以免影响读数的准确性。
第二节兆欧表
绝缘材料的好坏直接影响着电器设备能否正常工作。
而绝缘材料会因发热、受潮、污染、机械损伤、老化等原因使其绝缘性能下降或受破坏，从而引起设备短路、漏电等故障。
所以必须定期检查绝缘材料的绝缘性能。
衡量绝缘材料绝缘性能优劣的标志是，它在规定电压下的绝缘电阻值。
该电阻一般在几十兆欧至几百兆欧之间。
这是一般万用表高倍率欧姆档所达不到的。
而且万用表测量电压低，测出的阻值不能反映绝缘材料在高压状态下的绝缘性能。
兆欧表则是专门用来测量大电压的指示仪表，测量电阻时它所承受的测量电压，高达500V、1000V以至2500V。
兆欧表同万用表一样也是一种便携式仪表，它是最常用而又最简便的高阻值电阻测量仪表，表盘的读数刻度单位为“MΩ”，故取名为“兆欧表”，可用来测量高阻值的电阻器、各种电气设备的绝缘电阻、电线（电缆或明线）的绝缘电阻、电机绕组的绝缘电阻以及变压器、继电器线圈的绝缘电阻等。
兆欧表主要由磁电系比率表、电源（手摇发电机）和测量电路组成。
一、使用方法
1.测量时的两条引线，一条接“L”端子，一条接“E”端子（地线端子）。
2.手摇发电机至规定转速（120r/min），指针应指示在“00”位置，若不在“00”位置，可用微调器将其调至“00”位置。
3.短接地线“E”端子和线路“L”端子，摇动发电机，使指针指向“0”位置，短接时间要短促。
4.地线端子“E”和线路端子“L”要分别用单根导线与被测物相连，不能用双股线分别作“E”、“L”端子的连线。
5.待手摇发电机转速均匀后，指针也随之稳定下来，此时可进行读数，若指针摇摆不定，可读取其中间值。
6.测量电路芯线间绝缘电阻时，应先摇转1min，使芯线充满电后，再取读数。
二、注意事项
1.测量前必须切断被测设备电源并对地放电。
2.在测绝缘电阻时，应先将防雷元件拆下。
3.有可能感应高电压的设备，在可能性未消除前，不可进行测量。
4.测量工作结束后，对被测物应进行充分放电，以保护设备及人身安全。
5.在兆欧表没有停止转动和被测物没有放电以前，严禁用手接触被测设备的裸露部分和进行拆除导线工作。
。
第三节ZC-8型接地电阻测量仪
ZC-8型接地电阻测量仪可用于直接测量各种接地装置的接地电阻值，也可以测量低电阻导体的电阻值，还可以测量土壤电阻率。
此表主要由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻器、量程转换开关及检流计等组成。
一、使用方法
（一）使用前的准备
1.开路零位:
仪表测量端钮均为开路状态，摇动发电机至120r/min，检流计指针在中心线偏移不大于3mm处，即说明仪表开路零位正常。
2.短路零位:
用短路片将仪表的测量端钮同时短路，倍率开关置于量程最低挡。
顺时针旋转大旋钮使刻度盘于零刻度线以外，摇动发电机至120r/min，检流计指针应指在表盘中心线偏移不大于1.5mm处，再逆时针旋转大旋钮，当刻度盘零刻度线与表盘中心线重合，检流计指针应随动即为正常。
图8-1测量接地电阻接线方法
（二）接地电阻的测量
接地电阻测量的接线方法如图8-1所示。
1.沿被测接地极E，使电位探针P和电流探针C，依直线彼此相距20m，且电位探针P插于接地极E和电流探针C之间。
2.用导线将E、P、C连于仪表相应的端钮。
3.将仪表放置水平位置，检查检流计指针是否指在中心线，否则可用零位调整器将其调正指在中心线上。
4.将“倍率标度”置于最大倍数，慢慢转动发电机摇把，同时旋动“测量刻度盘”，使检流计指针指在中心线上。
5.当检流计指针接近平衡时，加快发电机摇把的速度，使其达到120r/min以上，调整“测量标度盘”，使指针指在中心线上。
6.如“测量标度盘”的读数小于1，应将“倍率标度”置于较小的倍数，再重新5的测量，以得到精确的读数。
7.用“测量标度盘”的读数乘以“倍率标度”的倍数即为所测的接地电阻值。
二、注意事项
1.当检流计的灵敏度过高时，可将电位探针P插入土壤中浅一些。
当检流计灵敏度不够时，可沿探针P和C注水使其湿润。
2.当接地极E和电流探针C之间的距离大于20m时，电位探针P的位置允许插在E、C之间的直线以外几米，其误差可忽略不计。
当E、C之间的距离小于20m时，则电位探针P应准确地插于E和C之间。
3.当用0～1/10/100Ω量程的仪表测量小于1MΩ的接地电阻时，应将C2、P2间连接片打开，分别用导线连接到被测接地体上，以消除测量时连接导线电阻的附加误差，如测量高压输电线电塔的接地电阻。
4.测量地线电阻时，应将地线同被保护的电气设备断开。
第四节CD96系列测试表
CD96系列测试表外观示意图
一、CD96系列测试表的型号及特点
CD96-2型国内移频参数测试表；CD96-2A型国内移频选频测试表；
CD96—3型UM71参数选频测试表；CD96—3A型UM71／YP多用测试表。
CD96系列中各型测试表，分别适合我国铁路——
法产UM71或国产WG-21A、国产ZPW-2000无绝缘移频信号制式；
非电化或电化4信息、8信息、12信息、18信息国内移频信号制式；
国内无绝缘18信息移频信号制式；
——上述信号制式站内、区间轨道电路及其信号设备的现场安装调试、检测维修和日常技术管理使用。
（一）仪表的特点描述如下：
1．窗口显示
显示窗口选用图形点阵液晶屏，具有背光夜间显示功能；
测项选择菜单及操作提示为汉字显示，测试数据加粗放大显示；
显示屏内右侧是电池容量显示区，左侧是八档量程当前档位指示区；
大容量显示屏保证同屏容纳测项的全部被测数据、档位和电量信息。
2．配用同型号电流卡钳
配备DLH-07型电流卡钳，用来卡入传输信号电流的导线或钢缆，可以不影响线路传输，非接触地对信号的频率参数和电流进行感应式测量。
3．自动操作功能
具有测量量程自动识别切换功能，不会由于量程选择不当造成仪表损坏或错误读数；
4.具有节电自动关机和防止内部电池过放自动关机功能。
（二）CD96系列测试表的键盘定义
仪表键盘由Pc薄膜按键组成，操作时仪表内部蜂呜器发声响应。
仪表
键盘定义如下．
V／A键：
切换电压／电流测量端口
背光键：
显示屏背光开／关键
开、关键：
仪表供电电源开启、关断
（三）CD96系列测试表的通用功能和专项功能
1．通用测量功能
系列测试表具有以下两项通用测量功能：
单频测项功能一测量显示被测交流信号的电压／电流及其平均频率值。
直流测项功能一测量显示被测直流信号的直流电压幅值。
通用测量功能是仪表基本测量功能的体现，是仪表电压、电流和频率指标测量精度的计量验证依据。
2．专项数字处理功能
系列测试表在通用测量硬件基础的支持下，运用仪表数字处理器系统的数字运算和数字处理软件技术，配备了专用于铁路移频参数各种方法的解析功能一本教材称之为专项数字处理功能。
专项数字处理功能的具体描述，请参阅本书后附的各型仪表专项功能使用说明。
（四）CD96系列测试表的测量使用
1．仪表的菜单屏和测项选择
仪表开机，或按动“菜单”键，仪表显示菜单屏。
此时，按动“↑”或“'↓”．键，可移动光标选择屏中众多测项之一；
2．各测试项的测量操作
在菜单屏中移动光标，选择菜单屏中某测项，然后按动“选中”键，显示屏立即显现汉字提示“请稍候，正在测量中”；片刻，显示屏中显现该测项的全部被测数据和信息。
3．电压／电流测量端口的切换
在仪表测量过程中按动“V／A”键，则进行电压／电流测量端口切换。
按动时，当屏中显示汉字提示“V一请选用表笔”时，表示仪表测量输入端口应插入测试表笔对信号电压测试点进行测量当屏中显示提示“A一请选用卡钳”时，表示仪表测量输入端口应使用仪表专门配备的电流钳，卡入输送信号的电线电缆进行测量。
若错误选用，必然得不到正确的测量结果。
（五）CD96系列测试表使用须知
1.测试数据标题位置反显字符的含义
F下
F上
F0
分别代表移频中心频率和上、下边频的标题代号。
50
25
分别代表25周基波和50周基波的标题代号。
2．数据位置特定提示符的含义
一表示此住置的数值无法测出
23．4Hz?
频率数据位后加问号，表示此位置显示的频率值仅供参考
3．关于供电电池和电池容量显示
仪表设计使用七节超霸5号GPl．2V／1600mAh可充电镍氢电池，并用该电池厂家为其专门配套的定时充电器进行充电：
按照该电池的充电要求充电后，仪表可连续使用20小时左右。
4．关于仪表的自动关机功能
开机久未操作，屏中提示“是否同意关机?
”，若得不到按键答复则自动关机。
此功能可以避免误开和忘关机造成的电池能量的浪费。
仪表随时监测供电电池的容量，当电量不足应进行充电时，屏中出现提示“请充电!
”并自动关机，防止电池过放电而损坏。
二、CD96—2型国内移频参数测试表
（一）专项功能使用说明
本仪表适合非电化或电化4信息、8信息、12信息、18信息国内移频信号制式站内、区间使用；
本仪表适应25周（相敏轨道电路）信号、50周（电气化牵引）信号和国内移频信号相混迭的场合测试使用。
仪表菜单屏提供两项通用测试功能和两项专用数字处理功能：
1．两项通用测试功能
单频测项功能一测量显示被测交流信号的电压／电流及其平均频率值。
直流测项功能一测量显示被测直流信号的直流电压幅值。
2．两项专用数字处理功能
移频专项功能一采用国内移频数字信号处理技术。
测试数据显示刷新速度小于1秒，显示的内容如下：
国内移频中心频率值、低频频率值及选带内电压／电流真有效值；
国内移频上、下边频各自的频率值及选带内电压／电流真有效值。
谱析专项功能一采用国内移频数字信号谱析技术，测试数据显示刷新速度2～4秒。
可对国内移频、25周和50周相混迭的信号进行综合运算分析。
显示的内容如下：
国内移频中心频率值、低频频率值及电压／电流真有效值；
国内移频上、下边频各自的频率值及电压／电流真有效值；
25周（轨道电路）和50周（电力牵引）信号各自基波分量电压真有效值。
（二）专项功能性能指标
1．移频专项频率测试指标
国内移频中心频率频点：
550-Hz、650-Hz、750_Hz、850-Hz
国内移频频偏：
中心频率±55Hz
频率测量灵敏度要求：
不大于电压lOmV／电流25mA
载频频率测量范围：
450～950HZ
调制频率测量范围：
6．00～30．OO-Hz
国内移频中心频率测量：
分辨率o．1Hz；误差0．3Hz土1个分辨率
国内上下边频频率测量：
分辨率o．1-Hz；误差0．3-Hz±1个分辨率
低频调制频率测量：
分辨率0．01Hz；误差0．03Hz±1个分辨率
2·谱析专项的谱析频段和频率测试指标
国内移频中心频率频点：
550Hz、650Hz、750Hz、850Hz
国内移频频偏：
中心频率±55Hz
频谱分析截取频段：
5～1000Hz
谱析信号灵敏度要求：
不大于lOmV／电流25mA
载频谱析截取频段：
移频550下边频485～505Hz、上边频595～615-Hz
移频650下边频585～605Hz、上边频695～715Hz
移频750下边频685～705Hz、上边频795～815Hz
移频850下边频785～805Hz、上边频895～915Hz
调制频率谱析范围：
6．00～30．OOHz
国内移频中心频率谱析：
分辨率o．1Hz；误差0．3Hz±1个分辨率
国内上下边频频率谱析：
分辨率1Hz；误差1Hz±1个分辨率
低频调制频率谱析：
分辨率0．01Hz；误差0．03Hz±1个分辨率
三、CD96—3型UM71参数选频测试表
（一）专项功能使用说明
本型仪表适合法产UM71或国产wG一21A、国产ZPW一2000无绝缘移频信号制式站内、区间使用。
仪表菜单屏提供两项通用测试功能和一项专用数字选频处理功能：
1．两项通用测试功能
单频测项功能一测量显示被测交流信号的电压／电流及其平均频率值。
直流测项功能一测量显示被测直流信号的直流电压幅值。
2．一项专用数字处理功能
选频专项功能一采用窄带选频数字信号处理技术，可以分别对中心频率
为1700、2000、2300和2600Hz的法产UM71、国产WG一21A和ZPW-2000无绝
缘移频信号进行选频分析。
数据刷新速度小于1秒，显示内容如下：
UM71移频中心频率值、低频TBF值、选频电压／电流真有效值；
UM71移频上、下边频各自的频率值、选频电压／电流真有效值。
（二）专项功能性能指标
选频专项频率测试指标
UM71选频标称中心频率频点：
1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz
UM71移频频偏：
中心频率±llHz
数字选频通带宽度：
标称中心频率±40Hz，平坦度优于o．2dB
数字选频阻带抑制：
标称中心频率±260Hz频点，衰减不小于30dB
标称中心频率±5601-1z频点，衰减不小于50dB
测量灵敏度要求：
不大于电~lOmV／电流25mA
UM71移频中心频率测量范围：
标称中心频率土15Hz
UM71移频频偏测量范围：
±（7—15）HZ
低频TBF测量范围：
8．00～30．OOHz
UM71移频中心频率测量：
分辨率0．IHz；误差0．3Hz土1个分辨率
UM71上下边频频率测量：
分辨率0．iHz；误差o．3Hz±1个分辨率
低频TBF测量：
分辨率0．OIHz；误差o．03Hz±1个分辨率
四、CD96—3A型UM71／YP多用测试表
（一）专项功能使用说明
本仪表囊括了CD96—2和CD96—3两型仪表的全部测试功能。
适合法产UM7l或国产WG-21A、ZPW-2000无绝缘移频信号制式，
又适合非电化或电化4信息、8信息、12信息、18信息国内移频信号制式站内、区间使用；同样适应25周（相敏轨道电路）信号、50周（电气化牵引）信号和国内移频信号相混迭的场合测试使用
本仪表菜单屏提供两项通用测试功能和三项专用数字处理功能：
1．两项通用测试功能
单频测试功能——测量显示被测交流信号的电压／电流及其平均频率值。
直流测试功能——测量显示被测直流信号的直流电压幅值。
2．三项专用数字处理功能
选频专项功能——采用窄带选频数字信号处理技术，可以分别对中心频为1700、2000、2300和2600Hz的法产UM71、国产wG一21A和ZPW一2000无绝缘移频信号进行选频分析。
数据刷新速度小于1秒，显示的内容如下：
UM71移频的中心频率值、低频TBF值、选频电压/电流真有效值；
UM71移频的上、下边频各自的；频率值、选频电压/电流真有效值；
移频专项功能——采用国内移频数字信号处理技术，测试数据显示刷新速度小于1秒，显示内容如下：
国内移频中心频率值、低频频率值及选带带内电压／电流真有效值：
国内移频的上、下边频各自的；频率值、选频电压/电流真有效值；
谱析专项功能——采用国内移频数字信号谱析技术，测试显示刷新速度2～4秒。
可内移频、25周和50周相混迭的信号进行综合运算分析。
显示的内容如下：
国内移频中心频率值、低频频率值及谱析电压／电流真有效值：
，
国内移频上、下边频各自的频率值及谱析电压／电流真有效值：
25周（轨道电路）和50周（电力牵引）信号各自基波分量电压真有效值。
二、专项功能性能指标
1．选频专项频率测试指标
UM71移频中心频率频点：
1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz
UM71移频频偏：
中心频率±llHz
数字选频通带宽度：
标称中心频率±40Hz，平坦度优于o·2dB
数字选频阻带抑制：
标称中心频率±260Hz频点，衰减不小于30dB
标称中心频率±560Hz频点，衰减不小于50dB
测量灵敏度要求：
不大于电压lOmV／电流25mA
UM71移频中心频率测量范围：
标称中心频率±15Hz
UM71移频频偏测量范围：
±（7～15）HZ
低频TBF测量范围：
8．00—30．OOHz
UM71移频中心频率测量：
分辨率0．1Hz；误差o．3Hz±1个分辨率
UM71上下边频频率测量：
分辨率0．1Hz；误差0．3Hz±1个分辨率
低频TBF测量：
分辨率o．01Hz；误差0．O3Hz±1个分辨率
2．移频专项频率测试指标
国内移频中心频率频点：
550Hz、650Hz、750Hz、850Hz
国内移频频偏：
中心频率±55Hz．
频率测量灵敏度要求：
不大于电压lOmV／电流25mA
载频频率测量范围：
450～950Hz
调制频率测量范围：
6．00～30．OOHz
国内移频中心频率测量：
分辨率0．1Hz；误差0．3Hz±1个分辨率
国内上下边频频率测量：
分辨率0．1Hz；误差0．3Hz±1个分辨率
低频调制频率测量：
分辨率0．01Hz；误差0．O3Hz±1个分辨率
3．谱析专项频率测试指标
国内移频中心频率频点：
550Hz、650Hz、750Hz、850Hz
国内移频频偏：
中心频率±55Hz
频谱分析截取频段：
5～1000Hz．
谱析信号灵敏度要求：
不大于电压10mV／电流25mA
载频谱析截取频段：
移频550下边频485～505Hz、上边频595～615Hz
移频650下边频585～605Hz、上边频695～715Hz
移频750下边频685～705Hz、上边频795～815Hz
移频850下边频785～805Hz、上边频895～915Hz
调制频率谱析范围：
6．oo～30．OOHz
国内移频中心频率谱析：
分辨率0．1Hz；误差o．3Hz±1个分辨率
国内上下边频频率谱析：
分辨率1Hz；误差1Hz±1个分辨率
低频调制频率谱析：
分辨率o．01Hz；误差o．03Hz±1个分辨率
第五节铁路信号运用的其它仪表
一．频率计
频率计是用来检测电路信号频率（或周期）交替变化的仪器。
大规模集成电路所构成的通用计数器，具有频率和周期以及时间、多倍周期、频率比、脉冲数、累加计数等多种测量功能。
通用计数器的基本测量原理是对信号变化的特征计数，并对仪器内部的标准信号进行时间比较。
（一）、使用方法
1.按下电源开关，整机电源接通，机内晶振开始预热并达到规定时间，若不然，影响测量的准确度。
2.按下复零按键，仪器执行初始化程序，做好测量前的准备工作。
3.对本仪器进行自校，连接屏蔽电缆至被测信号电路。
4.通过按动功能按键来选择自己所需的测量功能，按闸门按键来选择所需的闸门时间，按衰减开关对被测信号是否衰减进行选择。
5.达到各项选择条件之后进行测量。
若需要数据保存，可开启打印设备。
（二）、注意事项
1.开机之前应检查各集成电路与插座之间是否有松动现象，输入交流电压是否在额定电压范围之内，接地应良好。
2.开机后应对本机进行复位，然后自校以检验仪器在测量前是否处于良好的工作状态。
3.通用计数器有中、大规模集成电路组成，可靠性高，故不要轻易更换集成块，如采用焊接手段更换元件，应采用接地良好的内热式烙铁。
二．电桥
电桥是一种测量电阻、电感、电容等参数的比较式仪器，它是通过被测电阻、电感、电容与标准电阻、电感、电容进行比较而获得测量结果的。
电桥的种类很多，有直流电桥、交流电桥、电阻电桥、电感电桥、电容电桥等。
本节所介绍的是QS/18A型万能电桥，是由晶体管组成的，其采用了音频交流电路用来测量电阻、电感、电容等元件。
（一）、使用方法
1.外接插孔:
当测量有极性电容和电感时，需外加直流偏压或使用外部音频信号电源时，由此孔加入，此时应把电源开关拨向“外”位置。
2.损耗倍率开关:
用来扩展损耗平衡的范围，测量空心线圈时，放“Q”位置，测量小损耗电容器时，放在“D×0.01”位置，测量大损耗电容器时，放在“D×1”位置。
3.灵敏度调解用来控制放大器倍数，在初始调节时，要降低灵敏度，使电表指示小于满刻度，在调节中逐渐增大，使测量更准确。
灵敏度调节由两只同步调节电位器组成。
4.损耗微调:
提高损耗平衡旋钮的调节细度，一般放在零位置。
5.损耗平衡:
调节“损耗微调”，测量电容、电感元件的损耗读数。
此旋钮指示值乘以损耗倍率开关的示值，即为损耗指示。
6.测量选择开关:
选择电桥桥路，对电容、电感、电阻进行测量。
（二）、注意事项
1.本仪器用外接音频振荡器测量电容、电感元件时，应把仪器面板左上角拨动开关放在“外”位置，由于外接插孔接入1～2V音频电压，频率可在60Hz～6kHz的范围内，损耗平衡换算系数为f/1000。
图8-2外加直流偏压电路
2.测量电解电容器需加偏压电源，电解电容器通常有较大的串联或并联损耗，尤其使用了很长时间的旧电解电容器损耗更大。
因此在
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