Методы измерения частоты следования сигналов

Измерение частоты следования электрических сигналов является одним из самых распространенных видов измерений. Диапазон измеряемых частот в технике составляет от долей герц до гигагерц. Выбор метода измерения частоты зависит от диапазона частот, необходимой точности измерений, величины и формы сигнала, мощности источника.

Прямые методы измерения частоты основаны на применении электромеханических, электронных и цифровых частотомеров. Электромеханические приборы просты в устройстве и эксплуатации, надежны, обладают высокой точностью. Электронные частотомеры характеризуются малой потребляемой мощностью сигнала, широким диапазоном частот. Максимальную точность измерений обеспечивают цифровые частотомеры.

Для измерения частоты изменения тока в электрической цепи используют приборы электромеханической системы, включенные по схеме логометра. Например, с помощью измерительного механизма электромагнитной системы реализуют измерительную схему, состоящую из индуктивностей и емкостей, дополнительно включенных в цепь измерительного механизма прибора.

Рис. 9.6 Схема частотомера на базе логометра электромагнитной системы.

При измерении частоты в одну измерительную цепь включают индуктивность, а в другую катушку индуктивности и конденсатор. Ток в измерительной цепи определяется в основном реактивным сопротивлением. Угол отклонения подвижной системы такого прибора зависит от отношения токов в измерительных ветвях: Величину конденсатора подбирают таким образом, чтобы был обеспечен резонансный режим измерительной цепи. Это позволяет использовать такой прибор для измерения частоты изменения тока в цепи:

. (9.6)

Мостовой метод измерения частоты основан на использовании частотозависимых мостов (емкостных) переменного тока, питаемых напряжением измеряемой частоты.

Осциллографический метод косвенного измерения частоты с получением интерференционных фигур Лиссажу и круговой развертки прост, удобен и точен, но сложен при расшифровке фигур.

Наибольшее распространение в настоящее время получили метод дискретного счета и гетеродинный (резонансный) метод сравнения.

Для измерения частоты используют два физических принципа. В первом случае измерение частоты основано на формировании импульсов, модулируемых по амплитуде или ширине опорного сигнала и измерении результирующего напряжения. Второй способ основан на сравнении частоты сигнала с собственной частотой колебательного контура. При этом шкала конденсатора, включенного в измерительную цепь, представляющую собой колебательный контур, градуируется в единицах частоты.

Электронные приборы для измерения частоты подразделяются на следующие группы:

· Ч1 - стандарты частоты и времени;

· Ч2 – частотомеры резонансные;

· Ч3 – частотомеры электронно-счетные;

· Ч4 – частотомеры гетеродинные, конденсаторные, мостовые (в настоящее время не выпускаются, но гетеродинный метод измерения широко используется в измерительных устройствах);

· Ч5 – синхронизаторы и преобразователи частоты;

· Ч6 – синтезаторы частоты, делители и усилители частоты;

· Ч7 – приемники сигналов эталонной частоты и времени, компараторы частотные, фазовые, временные, и синхрометры;

· Ч8 – преобразователи частоты в другие величины.

Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий

Измерение показателей качества электрической энергии и АСКУЭ

Автоматизация измерений

Приборы электростатической системы

Вернуться в оглавление: Методы и средства измерений электрических величин