Частотомер как подключается в цепь
Перейти к содержимому

Частотомер как подключается в цепь

  • автор:

Частотомер — назначение, виды, особенности использования

С целью определения частот периодических сигналов, а также для выявления гармонических компонентов спектров — применяют специальные радиоизмерительные (и электроизмерительные) приборы, называемые частотомерами.

На сегодняшний день частотомеры существуют двух типов по методу измерения: аналоговые (для непосредственной оценки частоты) и приборы сравнения (к коим относятся: электронно-счетные, гетеродинные, резонансные и т.д.).

Частотомер электронно-счетный Ф5311

Аналоговые подходят для исследования синусоидальных колебаний, гетеродинные, резонансные и вибрационные — для измерения гармонических составляющих сигнала, электронно-счетные и конденсаторные — для определения частот дискретных событий.

По типу конструкции частотомеры могут быть щитовыми, переносными или стационарными, — тип конструкции зависит от области применения конкретного прибора.

Аналоговый стрелочный частотомер

Аналоговый стрелочный частотомер

Стрелочный аналоговый частотомер относится к электромеханическим измерительным приборам, и работает по принципу магнитоэлектрической, электромагнитной или электродинамической системы.

Работа такого прибора основывается на зависимости модуля полного сопротивления составной измерительной цепи от параметров проходящего через нее тока. Измерительная цепь прибора состоит из частотозависимого и частотонезависимого сопротивлений.

Итак, на плечи логометра подаются разные сигналы: на одно плечо измеряемый ток подается через частотонезависимую цепь, на другое — через частотозависимую цепь. В итоге стрелка прибора устанавливается в такое положение, в котором магнитные потоки токов через два плеча найдут равновесие.

Пример частотомера, работающего по такому принципу — советский М800, предназначенный для измерения частот токов в диапазоне от 900 до 1100 Гц в цепях передвижных и стационарных объектов. Потребляемая прибором мощность — 7 Вт.

Язычковый вибрационный частотомер

Язычковый вибрационный частотомер

Язычковый вибрационный частотомер имеет на своей шкале набор пластинок в форме упругих стальных язычков, причем каждый из язычков обладает собственной резонансной частотой механических колебаний. Резонансные колебания язычков возбуждаются посредством действия переменного магнитного поля электромагнита.

При прохождении анализируемого тока через цепь электромагнита, язычок с наиболее близкой резонансной частотой к частоте тока, начинает колебаться с наибольшей амплитудой. Частота резонансных колебаний каждого язычка отражена на шкале прибора. Так что визуальная индикация весьма отчетлива.

Пример вибрационного язычкового частотомера — прибор В80, который применяется для измерения частоты в цепях переменного тока. Диапазон частот — от 48 до 52 Гц, потребляемая мощность частотомера — 3,5 Вт.

Частотомер Ф5043

Сегодня можно встретить конденсаторные частотомеры на диапазоны, входящие в интервал от 10 Гц до 10 МГц. Принцип работы этих приборов базируется на чередовании процессов заряда и разряда конденсатора. Конденсатор заряжается от батареи, затем разряжается на электромеханическую систему.

Частота повторений заряда-разряда совпадает с частотой исследуемого сигнала, ибо сам измеряемый сигнал задает импульс на переключение. Мы знаем, что заряд CU протекает за один рабочий цикл, следовательно протекающий через магнитоэлектрическую систему ток пропорционален частоте. Таким образом амперы пропорциональны герцам.

Пример конденсаторного частотомера с 21 диапазоном измерения — прибор Ф5043, применяемый для настройки низкочастотной аппаратуры. Минимальная измеряемая частота — 25 Гц, максимальная — 20 кГц. Потребление прибора в рабочем режиме — не более 13 Вт.

Частотомер гетеродинный

Для настройки и обслуживания приемопередающих устройств, для измерений несущих частот модулированных сигналов — полезны частотомеры гетеродинные. Частота исследуемого сигнала сравнивается с частотой сигнала гетеродина (вспомогательного перестраиваемого генератора) до достижения нулевых биений.

Нулевые биения свидетельствуют о совпадении частоты исследуемого сигнала с частотой гетеродина. Пример проверенного временем гетеродинного частотомера — ламповый «Волномер Ч4-1», используемый для градуировки передатчиков и приемников, работающих с незатухающими колебаниями. Рабочий диапазон прибора — от 125 кГц до 20 МГц.

Частота перестраиваемого резонатора сравнивается с частотой исследуемого сигнала. Резонатором служит колебательный контур, объемный резонатор или четвертьволновой отрезок линии. Исследуемый сигнал поступает к резонатору, с выхода резонатора сигнал идет на гальванометр.

Максимальные показания гальванометра свидетельствуют о наилучшем совпадении собственной частоты резонатора с частотой исследуемого сигнала. Оператор регулирует резонатор при помощи лимба. В некоторых моделях резонансных частотомеров применяются усилители для повышения чувствительности.

Частотомер резонансный

Пример резонансного частотомера — прибор Ч2-33, предназначенный для настройки приемников и передатчиков с частотами непрерывных и импульсно-модулированных сигналов от 7 до 9 ГГц. Потребление прибора не более 30 Вт.

Электронно-счетный частотомер просто считает количество импульсов. Считаемые импульсы формируются входными цепями из периодического сигнала произвольной формы. При этом интервал времени счета задается с опорой на кварцевый генератор прибора. Таким образом, электронно-счетный частотомер является прибором сравнения, точность которого зависит от качества эталона.

Электронно-счетные частотомеры являются приборами весьма универсальными, отличаются широкими диапазонами измерения частоты и высокой точностью. Например, диапазон измерений прибора Ч3-33- от 0,1 Гц до 1,5 ГГц, а точность составляет 0,0000001. Доступные измеряемые частоты повышаются до десятков гигагерц благодаря применению делителей в современных приборах.

Частотомер электронно-счетный

В общем и целом, электронно-счетные частотомеры являются на сегодняшний день наиболее распространенными и востребованными профессиональными приборами данного назначения. Они позволяют не только измерять частоты, но позволяют также находить и длительности импульсов, и интервалы между ними, и даже вычислять отношения между частотами, не говоря о подсчете количества импульсов.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

как включать частотомер в цепь

Частотомер включается как и вольтметр, параллельно источнику сигнала или исследуемого напряжения. Будьте внимательны, в каждом частотомере есть предел входного напряжения который обозначен в инструкции (примерно 20В или 5в) который нельзя превышать. Если исследуемое напряжение большое, а в частотомере нет внутреннего делителя, то подключать нужно через делитель напряжения. Напряжение с частотой 20-100Гц можно подать через понижающий трансформатор.

Вилкой в розетку.

Похожие вопросы

Схема подключения частотомера в электрическую сеть. Принцип работы электронного частотомера при измерении частоты. Какие приборы можно использовать

Частотомер – это электроизмерительный прибор, предназначенный для измерения частот различных периодических колебаний, электрических или механических.

Для классификации частотомеров, в основном в основном используется принцип их работы (проведения измерения). Различают частотомеры непосредственной оценки, и частотомеры, работающие по различным сравнительным методам, например резонансные, гетеродинные и электронно-счетные частотомеры.

Для измерения механических колебаний используют в основном вибрационные механические (аналоговые) частотомеры , а также электрические приборы, которые используются вместе с преобразователями механических колебаний в электрические, или эти функции выполняет сам частотомер.

Принцип работы самого простого вибрационного механического частотомера основан на явлении резонанса. Частотомер такого типа представляет собой ряд укрепленных одним концом металлических пластин. Пластины подобраны так, что их собственные колебания ступенчато варьируются, образуя, таким образом, своеобразную колебательную шкалу. Колебания, которые воздействуют на частотомер , вызывают вибрацию платин. Измерение частоты вибрации происходит по той упругой пластине, частота собственных колебаний которой совпадает с измеряемой частотой, вызывая, таким образом, явление резонанса.

Для измерения частоты электрических колебаний применяют различные электронные частотомеры.

В качестве примера, можно описать принцип работы самого простого частотомера этого класса – электромеханического. Как и в описанном выше механическом частотомере, в этом приборе также содержится ряд упругих пластин. Однако этот прибор дополнен электромагнитом. Поступающие электрические колебания, которые необходимо измерить, вызывают колебания электромагнита, который передает их на ряд пластин. Определение частоты колебаний, далее идет, как и у аналогового частотомера .

Электродинамические частотомеры. Они содержат специальный элемент измерения – логометр. Он настроен на определенную частоту колебаний. В зависимости от того, насколько поступающие колебания отличаются от эталонной частоты, и происходит измерение.

К частотомерам, помимо перечисленных, применяемым для измерения электрических колебаний, можно дополнительно отнести электромагнитые и магнитоэлектрические приборы. Однако на описании принципа их работы, мы останавливаться не будем.

Электронно-счетный частотомер , в последнее время, приобрел наибольшее распространение. Принцип его работы основан на подсчете числа периодов колебаний, за установленный период времени.

Для измерения колебаний радиочастот используют частотомеры специального, волнового типа. Сюда относятся различные резонансные, цифровые и гетеродинные частотомеры. Все эти приборы также работают по сравнительному методу подсчета измеряемых колебаний.

Кроме того, все частотомеры можно условно разделить на аналоговые и цифровые приборы. В первом случае информация указывается классическим «шкально-стрелочным» способом, во втором – с помощью цифрового дисплея.

Цифровые частотомеры — довольно распространенные измерительные приборы, используемые в самых различных отраслях науки, техники, промышленности для оценки частотно-временных параметров электрических сигналов. Они работают в очень широком диапазоне значений измеряемых частот периодических сигналов (или их периода).

Современные цифровые частотомеры обеспечивают самые высокие метрологические характеристики (точность и разрешающую способность) среди всех прочих ЦИП, отличаются достаточно высоким быстродействием, широкими функциональными возможностями, простотой эксплуатации, высокой надежностью.

Помимо измерения частотно-временных параметров периодических сигналов, современные цифровые частотомеры применяются и для измерения различных физических величин. Для этого необходимо подключать к ним вспомогательные первичные измерительные преобразователи (датчики), имеющие выходные сигналы, частота или период (длительность) которых пропорциональны измеряемой величине. Например, цифровые частотомеры можно использовать для измерения скорости вращения вала двигателя , расхода жидкости в трубопроводе, скорости потока воздуха . Они также находят применение в качестве генераторов стабильных частот и таймеров , постоянных или программируемых интервалов времени . Кроме того, с помощью цифровых частотомеров можно легко организовать подсчет числа импульсов (числа событий).

Практически все цифровые частотомеры обеспечивают два основных режима работы: измерения частоты и измерения периода (длительности интервала времени).

Режим измерения частоты . Упрощенная структура цифрового частотомера, реализующая режим измерения частоты , показана на (рис. 8.22 а ), а временные диаграммы работы в этом режиме приведены на (рис. 8.22 б ). Исследуемый периодический сигнал 1 (соответственно диаграмма 1) подается на вход усилителя ограничителя УО , где преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов 2 (диаграмма 2) фиксированной амплитуды , частота которых равна частоте f x входного сигнала . Далее этот сигнал поступает на вход электронного ключа , которым управляет таймер, периодически замыкающий его на постоянный стабильный интервал времени 3 (диаграмма 3), например T 0 = 1c . Сформированная таким образом серия импульсов 4 (диаграмма 4) поступает на вход счетчика Сч , содержимое которого 5 в начале интервала T 0 равно нулю , а в конце интервала счета равно числу поступивших импульсовN x . Это число прямо пропорционально измеряемой частотеf x входного сигнала;

N x = Ent [T 0 /T x ] = Ent [T 0 f x ],

где Ent [. ] — [. ];T x период входного сигнала (T x = 1/f x ); f x частота входного сигнала .

Содержимое счетчика 5 запоминается в буферном запоминающем устройстве ЗУ и хранится там до окончания следующего цикла измерения и переписи нового результата . Одновременно результат поступает на цифровое отсчетное устройство (индикатор Ин ). Если, например, в течение интервала T 0 = 1c на вход счетчика поступило 254 импульса, то, следовательно, частота входного сигнала f x = 254Гц . Прибор работает циклически , т.е. в начале каждого нового цикла счетчик обнуляется . Таким образом, результат измерения периодически обновляется. Отметим, что форма периодического сигнала значения не имеет.

В реальных цифровых частотомерах имеется несколько диапазонов измерения частоты, т.е. формируется несколько различных по длительности стабильных интервалов T 0 (например, T 01 = 0,1c ; T 02 = 1.0c ; T 03 = 10c ). При работе с цифровым частотомером в режиме измерения частоты важным является правильный выбор диапазона, т.е. выбор интервала T 0 , в течение которого происходит подсчет импульсов. Чем больше импульсов N x поступит в счетчик (в пределах, конечно, максимально возможного) на интервале T 0 , тем больше будет значащих цифр результата измерения на индикаторе, тем, следовательно, лучше. Общая погрешность F f x складывается из двух составляющих: погрешности дискретности F 1 и погрешности ∆ F 2 , вызванной неточностью (неидеальностью) задания интервала времениT 0 .

Погрешность дискретности F 1 неизбежно присутствует в любом аналого цифровом преобразовании . Отношение T 0 /T x может быть любым, так как частота входного сигнала может иметь бесконечное множество различных значений. Понятно, что в общем случае отношение T 0 /T x дробное число . А поскольку число импульсов N x , подсчитываемых счетчиком, может быть только целым , то в процессе такого автоматического округления возникает погрешность дискретности .

При одном и том же постоянном значении интервала T 0 , в зависимости от расположения (случайного) во времени входного сигнала и интервала T 0 , число импульсов, приходящихся на интервал T 0 , может отличаться в ту или другую сторону на единицу . Две разные ситуации при одинаковых исходных условиях показаны на (рис. 8.23, а ): в первом случае (диаграмма 1) число импульсов, поступивших в счетчик, равно пяти, а во втором (диаграмма 2) случае число импульсов равно шести.

Погрешность ∆ F 1случайная величина , поскольку входной сигнал и сигнал таймера не связаны между собой . Максимально возможное значение этой погрешности неизменно и составляет одну единицу младшего разряда — один квант:

F 1 = ±1 импульс = ±1/T 0 .

Таким образом, ∆ F 1 — это аддитивная погрешность , т.е. не зависящая от значения измеряемой величины — частоты f x (рис. 8.23 б ).

Погрешность ∆ F 2 , вызванная неточностью (неидеальностью) задания интервалаT 0 , показана на (рис. 8.24 а ). Если бы длительность интервала T 0 имела строго номинальное значение , то число импульсов, поступивших в счетчик, было бы равно N 1 (см. рис. 8.24 а ). Если же интервал T 0 будет несколько больше номинального и составит T 0 + ∆T 0 , то при той же измеряемой частоте f x на счетчик поступит больше импульсов: N 2 > N 1 (см. рис. 8.24 б ).

Неточность ∆T 0 задания этого интервала приводит к появлению мультипликативной , т.е. линейно зависящейот значения измеряемой частотыf x , составляющей:

F 2 = ±f x T 0 /T 0 .

Суммарная абсолютная погрешность F результата измерения частоты f x и суммарная относительная погрешность δ F , %, соответственно;

F = ∆ F 1 + ∆ F 2 = ±;

δ F = δ F 1 + δ F 2 = ±.

Графическая иллюстрация поведения составляющих и суммарных абсолютной и относительной погрешностей результата измерения частоты f x приведена на (рис. 8.25 а и 8.25 б ) соответственно.

Рассмотрим пример определения погрешностей результата измерения частоты. Предположим, известны значения интервала T 0 = 1c и возможная погрешность его задания ∆T 0 = ±2мс . Получен результат измерения частоты f x = 1кГц .

Значения абсолютных аддитивной ∆ F 1 и мультипликативной ∆ F 2 погрешностей соответственно, Гц :

F 1 = ±1/T 0 = ±1; f x T 0 /T 0 = ±1000 2 10 ‒3 / 1 = ±2.

Значения относительных аддитивной δ F 1 , и мультипликативной δ F 2 погрешностей, %, определим обычным образом:

δ F 1 = (∆ F 1 /f x )100 = ±(1/ 1000)100 = ±0,1;

δ F 2 = (∆ F 2 /f x )100 = ±(2/ 1000)100 = ±0,2.

Суммарные абсолютная ∆ F Гц , и относительная δ F %, погрешности результата измерения частоты f x соответственно:

F = ∆ F 1 + ∆ F 2 = ±3;

δ F = δ F 1 + δ F 2 = ±3.

Режим измерения периода . Упрощенная структура цифрового частотомера в режиме измерения периода приведена на (рис. 8.26 а ), а временные диаграммы — на (рис. 8.26 б ). В этом режиме входной периодический сигнал 1 (соответственно диаграмма 1) любой формы подается на вход формирователя периода ФП , где преобразуется в прямоугольный сигнал 2 (диаграмма 2) фиксированной амплитуды , длительность которого T x равна периоду входного сигнала .

Далее этот сигнал поступает на управляющий вход электронного ключа и замыкает его на время T x . На входе электронного ключа — прямоугольные импульсы 3 (диаграмма 3) стабильной известной частоты F 0 , постоянно поступающие с выхода генератора тактовых импульсов ГТИ . Таким образом, на выходе ключа формируется серия прямоугольных импульсов 4 (диаграмма 4), в которой число импульсов N x пропорционально длительности T x :

N x = Ent [T x /T 0 ] = Ent [T x F 0 ],

где Ent [. ] — оператор определения целой части выражения [. ]; T 0период тактовых импульсов .

Эта серия подается в запоминающее устройство ЗУ, где и хранится до окончания следующего цикла и переписи нового результата.

Индикатор Ин позволяет считывать результат измерения. Если, например, частота импульсов генератора тактовых импульсов была установлена F 0 = 1кГц , а содержимое счетчика Сч в конце интервала счета оказалось равным N x = 1520, то период входного сигнала T x = 1,52c .

И в этом режиме цифровой частотомер работает циклически , т.е. в начале каждого нового цикла преобразования счетчик обнуляется . Таким образом, результат измерения периодически обновляется.

Обычный цифровой частотомер имеет высокочастотный стабильный генератор тактовых импульсов и цифровой делитель частоты, с помощью которого формируется несколько разных тактовых частот F 0 (например, F 01 = 1.0кГц ; F 02 = 10кГц ; F 03 = 100кГц ; F 04 = 1,0МГц ), что означает наличие нескольких возможных диапазонов измерения периода.

Погрешность T результата измерения периода (интервала времени) T x , как и в режиме измерения частоты, содержит две составляющие: погрешность дискретности ∆ T 1 и погрешность ∆ T 2 , вызванную неточностью (неидеальностью) значения F 0 частоты генератора тактовых импульсов.

Погрешность дискретности ∆ T 1 , по природе аналогична рассмотренной в первом режиме и представляет собой аддитивную погрешность (рис. 8.27 а ). Появление второй составляющей — погрешности ∆ T 2 , вызванной неточностью (неидеальностью) иллюстрирует (рис. 8.27 б ).

Если бы частота сигнала генератора тактовых импульсов была строго равна номинальной F 0 , то число импульсов, поступивших в счетчик в течение интервала T x , было бы равно N 1 . Если же частота сигнала генератора тактовых импульсов будет, например, несколько больше номинальной и составит F 0 + ∆F 0 , то на том же интервале T x в счетчик поступит больше импульсов: N 2 > N 1 . Эта составляющая погрешности мультипликативна, т.е. ее значение тем больше, чем больше длительность измеряемого периода (интервала) T (рис. 8.27 в).

Суммарная абсолютная погрешность ∆ T результата измерения периода T x и суммарная относительная погрешность δ T %, соответственно:

T = ∆ T 1 + ∆ T 2 = ±;

δ T = δ T 1 + δ T 2 = ±(1/F 0 T x + ∆F 0 /F 0 ).

Отдельные составляющие и суммарные погрешности результата измерения периода T x в абсолютном и относительном видах соответственно графически представлены на (рис. 8.28). В этом режиме, чем меньше измеряемый период T x (чем больше значение частоты f x ), тем хуже, так как тем больше относительная погрешность. Для измерения сравнительно малых значений периода T x (или сравнительно высоких частот) следует использовать первый режим цифрового частотомера — режим измерения частоты.

Контрольные вопросы

1 Для измерения, каких физических величин помимо измерения частотно-временных параметров применяются цифровые частотомеры?

2 Каким образом работает цифровой частотомер в режимах измерения частоты?

3 Какие погрешности возникают при работе цифрового частотомера в режимах измерения частоты?

4 Каким образом работает цифровой частотомер в режимах измерения периода?

5 Какие погрешности возникают при работе цифрового частотомера в режимах измерения периода?

Все сложные манипуляции, касающиеся электричества и домашней проводки, многие оставляют для профессионалов. Иногда проверить силу сопротивления, постоянное или переменное напряжение, а также количество полных циклов изменения тока нужно, а вызывать электрика нет возможности. В таком случае на помощь придет полезное приспособление – мультиметр. Не смотря на то, что данная функция не является основной, многие интересуются тем, как измерить частоту мультиметром.

Зачастую мультиметр-частотомер необходим для измерений в отдельных приборах, таких как генератор импульсного блока питания. Измерение сетевого значения лишь подтвердит наличие показателя в 50 Гц. Мультиметр, частота которого в большинстве моделей имеет диапазон до 30 Гц, применяется лишь в быту, для производственных целей используются более сложные приспособления, такие как высокочастотный искровой тестер. Необходимо детально ознакомиться не только с конструкцией измерительного аппарат, но и с особенностями измеряемого прибора, для того чтобы понять, как измерить частоту тока мультиметром.

Конструкция мультиметра

Тестер со встроенным частотомером — отличное приспособление для измерений, но существует ряд альтернативных методов, изучить которые можно ознакомившись со строением прибора. Основной состав данного аппарата включает в себя функции амперметра, омметра и вольтметра. Используют такое приспособление при замерах постоянного и переменного напряжения, а также сопротивления.

Наиболее распространенной моделью данного прибора является цифровая, поскольку она, в отличии от аналоговой, позволяет произвести более точные замеры. Классическая конструкция включает в себя:

  • Индикатор. Он расположен в верхней части аппарата и служит экраном, на котором отображаются данные проверки.
  • Переключатель. Позволяет выбирать пределы показателей и величины. Вокруг переключателя нанесена шкала, которая в большинстве современных аппаратов имеет пять диапазонов. Первое значение указывает на 200 Ом. Если установить переключатель на эту шкалу, то измерить сопротивление больше данного показателя не будет возможности. Также шкала включает в себя показатели переключения между постоянным и переменным током, и значок прозвонки.

Измерение частоты

Стоит напомнить, что интересуясь тем, как померить частоту мультиметром, предварительно важно ознакомиться с особенностями аппарата, который предстоит проверить. Только так можно достичь желаемого результата с максимально точными показателями. Измерение частоты мультиметром со специальной функцией является наиболее удобным, поскольку в данном случае нет необходимости в использовании специальных приставок.

Происходят такие замеры в несколько этапов:

  • В первую очередь необходимо проверить измеритель на точность. Известно, что в сети частота имеет значение 50 Гц. Чтобы определить погрешность в работе тестера, необходимо подсоединить его к розетке. Показатель, отличающийся от 50 Гц, и будет погрешностью измерительного аппарата.
  • Далее, при помощи измерительных щупов необходимо подсоединить тестер к измеряемому прибору. Предварительно ознакомившись с инструкцией использования тестера, можно узнать необходимое для точности проверки напряжение. Установив показатель напряжения на нужное значение, можно приступать непосредственно к определению полных циклов изменения тока.
  • После этого измерение частоты тестером будет зависеть только от того, как изменяется период переменного тока.

Многих также интересует, как проверить частоту мультиметром при помощи специальных приставок. Частотомер — приставка к мультиметру является отличной альтернативой дорогим измерителям с множеством функций. Многие тестеры с функцией определения циклов изменения тока имеют низкую чувствительность, потому дают неточные показатели. Приставка является дополняющим средством к измерителю. Она позволяет преобразовать полученные данные в напряжение.

Чтобы измерение частоты тока мультиметром имело минимальную погрешность, необходимо правильно подсоединить частотомер. Переключатель рода работ в измерительном приборе необходимо настроить так, чтобы переключатель указывал на постоянное напряжение. В таком случае нет необходимости перестраивать приставку при подключении к аппарату с входным сопротивлением, превышающим 1 мОм.

Измерение частоты тестером может давать разные результаты, зависящие в первую очередь от точности работы аппарата. Потому при выборе способа проверки необходимо решить, насколько серьезно влияет на показатели погрешность прибора и/или приставки.

Одним из основных параметров периодических и пульсирующих токов выступает , определяющая количество периодических колебаний за полный цикл и являющая основной характеристикой системы единиц СИ. Потребность в точном определении частоты возникает в различных сферах научной и практической деятельности, особое значение её определение имеет в электротехнике, радиоэлектронике, телекоммуникациях и пр.

Для фиксации частоты используют частотомеры – это специальные электроизмерительные приборы, использующиеся для фиксации частоты периододического процесса либо гармонических составляющих спектра сигнала.

Классификация приборов

Исходя из метода измерений, приборы бывают непосредственной оценки (аналоговые) и устройства сравнения (гетеродинные, электронно-счетные).

В целях определения частоты источников питания радиоустройств используют:

  • электромагнитные;
  • электро- и ферродинамические, использующие метод сопоставления с некой измерительной шкалой;
  • камертонные приборы.

Такие устройства характеризуются узкими пределами измерений, стандартно в диапазоне +-10% одной из стандартного ряда частот 25, 50, 60, 100, 150, 200, 300, 400, 430, 500, 800, 1000, 1500 и 2400 Гц, и функционируют при номиналах напряжения 36, 110, 127, 220, 380 В.

Для подсчета предельно низких частот (менее 5 Гц) используют магнитоэлектрические приборы в комплекте с секундомером. Для этого путем подсчета количества периодов колебаний за определенный временной промежуток, проводится полное измерение.

Помимо этого, все частотомеры условно разделяют на аналоговые и цифровые приборы. Для первого вариант измеренные сведения указываются стандартным «шкально-стрелочным» методом, а во втором – посредством цифрового дисплея.

По конструктивному исполнению их делят на:

  • щитовые;
  • переносные;
  • стационарные.

прибор для измерения частоты периодических процессов (колебаний). Частоту механических колебаний обычно измеряют с помощью вибрационных механических Ч. и электрических Ч., используемых совместно с преобразователями механических колебаний в электрические. Простейший вибрационный механический Ч., действие которого основано на Резонанс е, представляет собой ряд упругих пластин, укрепленных одним концом на общем основании. Пластины подбирают по длине и массе так, чтобы частоты их собственных колебаний составили некую дискретную шкалу, по которой и определяют значение измеряемой частоты. Механические колебания, воздействующие на основание Ч., вызывают вибрацию упругих пластин, при этом наибольшая амплитуда колебаний наблюдается у той пластины, у которой частота собственных колебаний равна (или близка по значению) измеряемой частоте.

Для измерения частоты электрических колебаний применяют электромеханические, электродинамические, электронные, электромагнитные, магнитоэлектрические Ч. Простейший электромеханический Ч. вибрационного типа состоит из электромагнита и ряда упругих пластин (как в механическом Ч.) на общем основании, соединённом с якорем электромагнита (рис. 1 ). Измеряемые электрические колебания подают в обмотку электромагнита; возникающие при этом колебания якоря передаются пластинам, по вибрации которых определяют значение измеряемой частоты. В электродинамических Ч. основным элементом является Логометр , в одну из ветвей которого включен Колебательный контур , постоянно настроенный на среднюю для диапазона измерений данного прибора частоту (рис. 2 ). При подключении такого Ч. к электрической цепи переменного тока измеряемой частоты подвижная часть логометра отклоняется на угол, пропорциональный сдвигу фаз между токами в катушках логометра, который зависит от соотношения измеряемой частоты и резонансной частоты колебательного контура. Погрешность измерений электродинамического Ч. 10 -1 ―5·10 ―2 .

Частоту электромагнитных колебаний в диапазоне радиочастот и СВЧ измеряют при помощи электронных Ч. (Волномер ов) резонансных, гетеродинных, цифровых и др.

Действие резонансного Ч. основано на сравнении измеряемой частоты с частотой собственных колебаний электрического контура (или резонатора СВЧ), настраиваемого в резонанс с измеряемой частотой. Резонансный Ч. состоит из колебательного контура с петлёй связи, воспринимающей электромагнитные колебания (радиоволны), Детектор а, усилителя и Индикатор а резонанса (рис. 3 ). При измерении контур настраивают при помощи калиброванного конденсатора (или поршня резонатора в диапазоне СВЧ) на частоту воспринимаемых электромагнитных колебаний до наступления резонанса, который регистрируют по наибольшему отклонению указателя индикатора. Погрешность измерений таким Ч. 5 . 10 ―3 -5·10 ―4 . В гетеродинных Ч. измеряемая частота сравнивается с известной частотой (или её гармониками) образцового генератора — Гетеродин а. При подстройке частоты гетеродина к частоте измеряемых колебаний на выходе смесителя (где происходит сравнение частот) возникают Биения , которые после усиления индицируются стрелочным прибором, телефоном или (реже) осциллографом. Относительная погрешность гетеродинных Ч. 5·10 ―4 -5·10 ―6 .

Широкое применение получили цифровые Ч., принцип действия которых заключается в подсчёте числа периодов измеряемых колебаний за определённый промежуток времени. Электронно-счётный Ч. состоит из формирующего устройства, преобразующего синусоидальное напряжение измеряемой частоты в последовательность однополярных импульсов, временного селектора импульсов, открываемого на определённый промежуток времени (обычно от 10 ―4 до 10 сек ), электронного счётчика, отсчитывающего число импульсов на выходе селектора, и цифрового индикатора. Современные цифровые Ч. работают в диапазоне частот 10 ―4 ―10 9 гц , относительная погрешность измерения 10 ―9 ―10 ―11 ; чувствительность 10 ―2 в. Такие Ч. используются преимущественно при испытаниях радиоаппаратуры, а с применением различных измерительных преобразователей (См. Измерительный преобразователь) для измерения температуры, вибраций, давления, деформаций и других физических величин.

Разновидностью образцовых Ч., высшей точности являются эталоны и стандарты частоты, погрешность которых лежит в пределах 10 ―12 -5 . 10 ―14 . Измерителем частоты вращения валов машин и механизмов служит Тахометр .

Лит.: Мирский Г. Я., Радиоэлектронные измерения, 3 изд., М., 1975; Кушнир Ф. В., Радиотехнические измерения, 3 изд., М., 1975.

Рис. 2. Схема электродинамического частотомера: K — неподвижная катушка логометра из двух одинаковых частей для создания равномерного магнитного поля; К 1 и К 2 — подвижные катушки, жёстко скреплённые под углом 90° и взаимодействующие с катушкой K; C, L, R — электрические ёмкость, индуктивность и сопротивление колебательного контура; С 1 — конденсатор, обеспечивающий сдвиг фаз (90°) между U и I 1 ; U — напряжение, частота которого измеряется; I и I 1 — токи в ветвях логометра.

Рис. 3. Схема электрического резонансного частотометра: L св — петля (виток) связи; L, C — колебательный контур (C — калиброванный конденсатор переменной ёмкости); Д — детектор (полупроводниковый диод); У — усилитель; И — индикатор (микроамперметр, милливольтметр).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое «Частотомер» в других словарях:

Частотомер … Орфографический словарь-справочник

Прибор для измерения частоты периодических процессов (колебаний). Напр., частоту механических колебаний измеряют вибрационным и электрическим частотомером (в сочетании с преобразователями механических колебаний в электрические), частоту… … Большой Энциклопедический словарь

ЧАСТОТОМЕР, частотомера, муж. (тех.). Прибор для измерения частоты электрического тока. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Прибор для измерения частоты периодич. процессов (гл. обр. частоты электрич. сигналов). Различают Ч. с электроизмерит. механизмами, электронные аналоговые и цифровые Ч. Одним из простейших явл. Ч. с вибрационным электроизмерительным механизмом.… … Физическая энциклопедия

— (Frequency meter) прибор для измерения частоты переменного тока. По конструкции бывают вибрационные (наиболее распространенные) и вольтметровые. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР,… … Морской словарь Справочник технического переводчика

Прибор для измерения частоты периодических механических, электрических и электромагнитных колебаний. Для измерения механических колебаний пользуются вибрационными частотомерами. Простейший механический вибрационный частотомер представляет собой… … Энциклопедия техники

Прибор для измерений частоты периодич. процессов (колебаний). Широкий диапазон измеряемых частот (от тысячных долей Гц до десятков ГГц) и допускаемых погрешностей измерений (от единиц до 10 8%) обусловливает многообразие Ч. (см. Вибрационный… … Большой энциклопедический политехнический словарь

— (неправ. частотометр) измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала. Содержание 1 Классификация 2 Электронно счетные частотомеры … Википедия

Пост дня

Федеральный закон

Самвел Григорян Город: МоскваОкончил с отличием фармацевтический факультет ММА (ныне Первый МГМУ) им. И. М. Сеченова. Более десяти лет работает в отраслевых ­­СМИ.«Я не червонец, чтобы всем нравиться». Кто только не.

Как измерить частоту сигнала

Купил с Китая цифровой измеритель частоты сигнала РЧ, на PIC16F648A 2.4ГГц.никогда не мерил частоту в примниках, много валяется, взял одну из них, померил на катушках белеберда какая то показывает , хотел найти гетеродин, научите процедуру измерения на примере старого УКВ РП201 Микрон, хочется ее переделать на FM.

Последний раз редактировалось Vitek54 Пт мар 25, 2022 15:22:04, всего редактировалось 1 раз.

  • Morroc
  • Сообщений: 18356
  • Зарегистрирован: Чт фев 20, 2014 18:57:55

Re: Как измерить частоту сигнала

Пт мар 25, 2022 12:52:37

А как вы это делаете ? Если у приемника нет специального выхода, то в общем случае нужен специальный активный щуп с низкой емкостью и даже таким на СВЧ не всюду тыкнешь — схема просто перестанет нормально работать. Если у прибора хорошая чувствительность, то бывает достаточно проводок (от входа частотомера) поднести к катушке гетеродина.

  • RW3QFL
  • Сообщений: 95
  • Зарегистрирован: Чт мар 15, 2012 10:10:25
  • Откуда: Воронеж

Re: Как измерить частоту сигнала

Пт мар 25, 2022 13:06:55

  • Vitek54
  • Сообщений: 29
  • Зарегистрирован: Пт мар 25, 2022 11:58:13

Re: Как измерить частоту сигнала

Пт мар 25, 2022 14:34:14

Так шкала частотометр полноценный прибор.

  • Morroc
  • Сообщений: 18356
  • Зарегистрирован: Чт фев 20, 2014 18:57:55

Re: Как измерить частоту сигнала

Пт мар 25, 2022 16:09:13

Это не значит, что можно её подключать куда угодно без последствий, даже щуп осциллографа нельзя. У вас выход гетеродина — эмиттер VT2, но повесив туда существенную емкость (вход прибора) у вас или частота сильно уйдет или генерация сорвется, можно попробовать через мелкую емкость ~1пф или прицепите короткий проводок ко входу частотомера и поднесите его к L4, но чувствительности может и не хватит, в этом плане шкала все таки не полноценный прибор, для её подключения в приемниках предусматривают буферный каскад гетеродина.

  • Vitek54
  • Сообщений: 29
  • Зарегистрирован: Пт мар 25, 2022 11:58:13

Re: Как измерить частоту сигнала

Пт мар 25, 2022 16:11:32

Мне очень важно знать: во время измерений частотометром приемник должен быть настроен на радиостанцию? в моем случае на УКВ приема нет, а при перенастройке я же должен смотреть на сколько смещается диапазон FM, как все это происходит.

  • Morroc
  • Сообщений: 18356
  • Зарегистрирован: Чт фев 20, 2014 18:57:55

Re: Как измерить частоту сигнала

Пт мар 25, 2022 16:22:37

во время измерений частотометром приемник должен быть настроен на радиостанцию?

это неважно, а вот подключение важно т.к. настроив правильную частоту по шкале вы шкалу потом отключите и частота уплывет т.к. в схеме этого приемника буфер не предусмотрен и все точки куда можно воткнуть шкалу чувствительные к емкости

Последний раз редактировалось Morroc Пт мар 25, 2022 16:25:53, всего редактировалось 1 раз.

  • electroget
  • Сообщений: 4357
  • Зарегистрирован: Ср сен 30, 2020 16:51:47
  • Откуда: РФ

Re: Как измерить частоту сигнала

Пт мар 25, 2022 16:56:54

Мне очень важно знать: во время измерений частотометром приемник должен быть настроен на радиостанцию?

Вообще-то нет. Вы вначале попробуйте измерить частоту на которой работает гетеродин вашего приёмника. Если получится, то тогда можно пробовать мерить в других точках схемы.

  • Vitek54
  • Сообщений: 29
  • Зарегистрирован: Пт мар 25, 2022 11:58:13

Re: Как измерить частоту сигнала

Сб мар 26, 2022 12:04:30

Пока толком ничего не получается, ищу кондер на 1-3 пф, самый меньший 15 пф, попробую провод экранизировать а то наверное наводка от рук, провод подключение простой 15 см, , на торце катушки L4 показывает 50-60 Мгц а около катушки 32 Мгц и то играет, в любом углу что то показывает. Может нужно сначала частотомер настроить, у меня есть генератор на транзисторе вот с нее он меряет 16 МГц.

  • electroget
  • Сообщений: 4357
  • Зарегистрирован: Ср сен 30, 2020 16:51:47
  • Откуда: РФ

Re: Как измерить частоту сигнала

Сб мар 26, 2022 12:17:49

Может нужно сначала частотомер настроить

Нужно его проверить. Для этого можно сделать простейший генератор на микросхеме серии 74НС и высокочастотном кварце.

Последний раз редактировалось electroget Вс мар 27, 2022 02:54:32, всего редактировалось 2 раз(а).

  • pcb432
  • Сообщений: 1769
  • Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 17:16:52
  • Откуда: Kazan

Re: Как измерить частоту сигнала

Сб мар 26, 2022 12:58:49

Vitek54 писал(а): Может нужно сначала частотомер настроить

Изображение

Что вы там хотите настраивать?
Там что регуляторы есть?
Такой частотомер?
Если этот, то это полностью готовый, рабочий частотомер.
Такой, товарищ, професионал своего дела, проверял и применял для работы. Был доволен возможностями, при такой низкой (тогда) цене.

  • Asmodey
  • Сообщений: 2941
  • Зарегистрирован: Сб янв 28, 2006 22:47:24

Re: Как измерить частоту сигнала

Сб мар 26, 2022 13:21:55

Пока толком ничего не получается, ищу кондер на 1-3 пф, самый меньший 15 пф, попробую провод экранизировать а то наверное наводка от рук, провод подключение простой 15 см, , на торце катушки L4 показывает 50-60 Мгц а около катушки 32 Мгц и то играет, в любом углу что то показывает. Может нужно сначала частотомер настроить, у меня есть генератор на транзисторе вот с нее он меряет 16 МГц.

Соберите эмиттерный или истоковый повторитель на небольшой платке и запитайте его от цепей питания самого радиоприемника. Можно будет подключить частотомер к контролируемым цепям длинным экранированным кабелем.

Необязательно искать конденсаторы мизерных номиналов. Можно резистор между входом частотомера (или эмиттерного повторителя) и выходом гетеродина включить последовательно с конденсатором большой емкости, для уменьшения воздействия частотомера на гетеродин. Можно изобразить мелкий конденсатор из двух кусков эмалированного провода, намотав тонкий провод на отрезок провода толстого.

  • сэм
  • Сообщений: 3861
  • Зарегистрирован: Вт авг 26, 2008 14:36:02
  • Откуда: москва

Re: Как измерить частоту сигнала

Сб мар 26, 2022 13:28:48

Я делаю петельку длиной 2-3см шириной 3-5 ммиз провода 04- 08, подсоединяю ко входу частотомера, потом эту петельку подношу к контурной катушке

  • Asmodey
  • Сообщений: 2941
  • Зарегистрирован: Сб янв 28, 2006 22:47:24

Re: Как измерить частоту сигнала

Сб мар 26, 2022 13:43:49

Посмотрел я сейчас схему обсуждаемого радиоприемника, там выход гетеродина подключен к базе транзистора смесителя через конденсатор 3,9 пФ. Там же, от базы транзистора есть контрольная точка КТ1. Подключитесь частотомером к этой точке. Конечно, частота гетеродина немного уйдет, но не думаю, что изменится на критичную величину. На этой точке уже емкости транзистора висят, плюс конденсатор 22 пФ между КТ1 и общим проводом. Входная емкость частотомера несильно подгадит. Или можно конденсатор C20 выпаять на время и измерять частоту на эмиттере транзистора VT3. Тогда вмешательства в гетеродин почти не будет.

Но, все это при условии, что чувствительности частотомера по входу будет достаточно для измерения довольно слабых сигналов.

  • Vitek54
  • Сообщений: 29
  • Зарегистрирован: Пт мар 25, 2022 11:58:13

Re: Как измерить частоту сигнала

Сб мар 26, 2022 21:27:44

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *