Частотомір
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Частотомір

Частотомір, прилад для виміру частоти періодичних процесів (коливань). Частоту механічних коливань зазвичай вимірюють за допомогою вібраційних механічних Ч. і електричних Ч., використовуваних спільно з перетворювачами механічних коливань в електричних. Простий вібраційний механічний Ч., дія якого заснована на резонансі, є ряд пружних пластин укріплених одним кінцем на загальній підставі. Пластини підбирають по довжині і масі так, щоб частоти їх власних коливань склали якусь дискретну шкалу, по якій і визначають значення вимірюваної частоти. Механічні коливання, що впливають на підставу Ч., викликають вібрацію пружних пластин, при цьому найбільша амплітуда коливань спостерігається в тієї пластини, в якої частота власних коливань дорівнює (або близька за значенням) вимірюваній частоті.

загрузка...

  Для виміру частоти електричних коливань застосовують електромеханічні, електродинамічні, електронні, електромагнітні, магнітоелектричні Ч. Простейший електромеханічний Ч. вібраційного типа складається з електромагніту і ряду пружних пластин (як в механічному Ч.) на загальній підставі, сполученій з якорем електромагніту ( мал. 1 ). Вимірювані електричні коливання подають в обмотку електромагніту; що виникають при цьому коливання якоря передаються пластинам, по вібрації яких визначають значення вимірюваної частоти. У електродинамічних Ч. основним елементом є логометр, в одну з гілок якого включений коливальний контур, постійно налаштований на середню для діапазону вимірів даного приладу частоту ( мал. 2 ). При підключенні такого Ч. до електричного ланцюга змінного струму вимірюваної частоти рухлива частина логометра відхиляється на кут, пропорційний зрушенню фаз між струмами в котушках логометра, який залежить від співвідношення вимірюваної частоти і резонансної частоти коливального контура. Погрішність вимірів електродинамічного Ч. 10 —1 ¾5·10 ¾2 .

  Частоту електромагнітних коливань в діапазоні радіочастот і СВЧ(надвисокі частоти) вимірюють за допомогою електронних Ч. ( хвилемірів ) резонансних, гетеродинних, цифрових і ін.

  Дія резонансного Ч. засновано на порівнянні вимірюваної частоти з частотою власних коливань електричного контура (або резонатора СВЧ(надвисокі частоти)), що набудовується в резонанс з вимірюваною частотою. Резонансний Ч. складається з коливального контура з петлею зв'язку, що сприймає електромагнітні коливання (радіохвилі), детектора, підсилювача і індикатора резонансу ( мал. 3 ). При вимірі контур набудовують за допомогою конденсатора (або поршня резонатора в діапазоні СВЧ(надвисокі частоти)), що калібрується, на частоту сприйманих електромагнітних коливань до настання резонансу, який реєструють по найбільшому відхиленню покажчика індикатора. Погрішність вимірів таким Ч. 5 . 10 ¾3 —5·10 ¾4 . У гетеродинних Ч. вимірювана частота порівнюється з відомою частотою (або її гармоніками) зразкового генератора — гетеродина . При підстроюванні частоти гетеродина до частоти вимірюваних коливань на виході змішувача (де відбувається порівняння частот) виникають биття, які після посилення відображаються стрілочним приладом, телефоном або (рідше) осцилографом. Відносна погрішність гетеродинних Ч. 5·10 ¾4 —5·10 ¾6 .

  Широке вживання отримали цифрові Ч., принцип дії яких полягає в підрахунку числа періодів вимірюваних коливань за певний проміжок часу. Електронно-рахунковий Ч. складається з формуючого пристрою, що перетворює синусоїдальну напругу вимірюваної частоти в послідовність одинполярних імпульсів, тимчасового селектора імпульсів, часу (зазвичай від 10 ¾4 до 10 сік ), що відкривається на певний проміжок, електронного лічильника, що відлічує число імпульсів на виході селектора, і цифрового індикатора. Сучасні цифрові Ч. працюють в діапазоні частот 10 ¾4 ¾10 9 гц , відносна погрішність виміру 10 ¾9 ¾10 ¾11 ; чутливість 10 ¾2 ст Такі Ч. використовуються переважно при випробуваннях радіоапаратури, а із застосуванням різних вимірювальних перетворювачів для виміру температури, вібрацій тиску, деформацій і інших фізичних величин.

  Різновидом зразкових Ч., вищій точності є еталони і стандарти частоти, погрішність яких лежить в межах 10 ¾12 —5 . 10 ¾14 . Вимірником частоти обертання валів машин і механізмів служить тахометр .

 

  Літ.: Мірський Р. Я., Радіоелектронні виміри, 3 видавництва, М., 1975; Кушнір Ф. Ст, Радіотехнічні виміри, 3 видавництва, М., 1975.

  Е. Р. Білик.

Мал. 2. Схема електродинамічного частотоміра: K — нерухома котушка логометра з двох однакових частин для створення рівномірного магнітного поля; К 1 і К 2 — рухливі котушки, що жорстко скріпляють під кутом 90° і K, що взаємодіють з котушкою; C, L, R — електричні ємкість, індуктивність і опір коливального контура; С 1 — конденсатор, що забезпечує зрушення фаз (90°) між U і I 1 ; U — напруга, частота якої вимірюється; I і I 1 — струми в гілках логометра.

Мал. 3. Схема електричного резонансного частотометра: L св — петливши (виток) зв'язки; L, C — коливальний контур (C — конденсатор змінної ємкості, що калібрується); Д — детектор (напівпровідниковий діод); В — підсилювач; І — індикатор (мікроамперметр, мілівольтметр).

Мал. 1. Електромеханічний вібраційний частотомір: а — шкала (наголошується частота 50 гц); би — схема пристрою; 1 — обмотка електромагніту; 2 — якір електромагніту; 3 — підстава частотометра; 4 — пружиняче кріплення ; 5 — пластини.