Частотомер

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Частотоме́р (неправ. частотометр) — измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Классификация[править | править вики-текст]

  • По методу измерения - приборы непосредственной оценки (напр. аналоговые) и приборы сравнения (напр. резонансные, гетеродинные, электронно-счетные).
  • По физическому смыслу измеряемой величины — для измерения частоты синусоидальных колебаний (аналоговые), измерения частот гармонических составляющих (гетеродинные, резонансные, вибрационные) и измерения частоты дискретных событий (электронно-счетные, конденсаторные).
  • По исполнению (конструкции) — щитовые, переносные и стационарные.
  • По области применения частотомеры включаются в два больших класса средств измеренийэлектроизмерительные приборы и радиоизмерительные приборы. Следует заметить, что граница между этими группами приборов весьма прозрачна.
    • В группу электроизмерительных приборов входят аналоговые стрелочные частотомеры различных систем, вибрационные, а также отчасти конденсаторные и электронно-счетные частотомеры.
    • В группу радиоизмерительных приборов входят резонансные, гетеродинные, конденсаторные и электронно-счетные частотомеры.

Электронно-счетные частотомеры[править | править вики-текст]

ЭСЧ FC7008
  • Принцип действия электронно-счетных частотомеров (ЭСЧ) основан на подсчете количества импульсов, сформированных входными цепями из периодического сигнала произвольной формы, за определенный интервал времени. Интервал времени измерения также задается методом подсчета импульсов, взятых с внутреннего кварцевого генератора ЭСЧ или из внешнего источника (например стандарта частоты). Таким образом ЭСЧ является прибором сравнения, точность измерения которого зависит от точности эталонной частоты.
  • ЭСЧ является наиболее распространенным видом частотомеров благодаря своей универсальности, широкому диапазону частот (от долей герца до десятков мегагерц) и высокой точности. Для повышения диапазона до сотен мегагерц — десятков гигагерц используются дополнительные блоки — делители частоты и переносчики частоты.
  • Большинство ЭСЧ кроме частоты позволяют измерять период следования импульсов, интервалы времени между импульсами, отношения двух частот, а также могут использоваться в качестве счетчиков количества импульсов.
  • Некоторые ЭСЧ (например Ч3-64) сочетают в себе электронно-счетный и гетеродинный методы измерения. Это не только повышает диапазон измерения, но и позволяет определять несущую частоту импульсно-модулированных сигналов, что простым методом счета недоступно.
  • НАЗНАЧЕНИЕ: обслуживание, регулировка и диагностика радиоэлектронного оборудования различного назначения, контроль работы радиосистем и технологических процессов
  • ПРИМЕРЫ: Ч3-33, Ч3-54, Ч3-57, Ф5137, Ч3-84


Резонансные частотомеры[править | править вики-текст]

Принцип действия резонансных частотомеров основан на сравнении частоты входного сигнала с собственной резонансной частотой перестраиваемого резонатора. В качестве резонатора может быть использован колебательный контур, отрезок волновода (объемный резонатор) или четвертьволновой отрезок линии. Контролируемый сигнал через входные цепи поступает на резонатор, с резонатора сигнал через детектор подается на индикаторное устройство (гальванометр). Для повышения чувствительности в некоторых частотомерах применяются усилители. Оператор настраивает резонатор по максимальному показанию индикатора и по лимбу настройки отсчитывает частоту.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: настройка, обслуживание, контроль работы приемопередающих устройств, измерение несущей частоты модулированных сигналов
  • ПРИМЕРЫ: Ч2-33, Ч2-34, Ч2-45, Ч2-55


Гетеродинные частотомеры[править | править вики-текст]

Принцип действия гетеродинных частотомеров основан на сравнении частоты входного сигнала с частотой перестраиваемого вспомогательного генератора (гетеродина) с помощью т. н. метода нулевых биений, порядок работы аналогичен работе с резонансными частотомерами.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: аналогично резонансным частотомерам
  • ПРИМЕРЫ: Ч4-1, Ч4-22, Ч4-23, Ч4-24, Ч4-25


Конденсаторные частотомеры[править | править вики-текст]

Электронные конденсаторные частотомеры применяются для измерения частот в диапазоне от 10Гц до 1МГц. Принцип таких частотомеров основывается на попеременном заряде конденсаторов от батареи с последующим его разрядом через магнитоэлектрический механизм. Этот процесс осуществляется с частотой, равной измеряемой частоте, поскольку переключение производится под воздействием самого исследуемого напряжения. За время одного цикла через магнитоэлектрический механизм будет протекать заряд Q =CU, следовательно, средний ток, протекающий через индикатор, будет равен I_ср=Qf_x=CUf_x. Таким образом, показания магнитоэлектрического амперметра оказывается пропорциональны измеряемой частоте. Основная приведенная погрешность таких частотомеров лежит в пределах 2-3%.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: настройка и обслуживание низкочастотной аппаратуры
  • ПРИМЕРЫ: Ф5043


Вибрационные (язычковые) частотомеры[править | править вики-текст]

Язычковый частотомер

Представляет собой прибор с подвижной частью в виде набора упругих Элементов (пластинок, язычков), приводимых в резонансные колебания при воздействии переменного магнитного или электрического поля.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: контроль сети электропитания
  • ПРИМЕРЫ: В80, В87


Аналоговые стрелочные частотомеры[править | править вики-текст]

Стрелочный частотомер

Аналоговые частотомеры по применяемому измерительному механизму бывают электромагнитной, электродинамической и магнитоэлектрической систем. В основе работы их лежит использование частотозависимой цепи, модуль полного сопротивления которой зависит от частоты. Измерительным механизмом, как правило, является логометр, на одно плечо которого подается измеряемый сигнал через частотонезависимую цепь, а на другое — через частотозависимую, ротор логометра со стрелкой в результате взаимодействия магнитных потоков устанавливается в положение, зависящее от соотношений токов в обмотках. Бывают аналоговые частотомеры работающие по другим принципам.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: контроль сети электропитания
  • ПРИМЕРЫ: Д416, Э353, Ц1736, М800, С 300 М1-1


Наименования и обозначения[править | править вики-текст]

  • Устаревшие наименования
    • Волномер — для резонансных и гетеродинных частотомеров
    • Герцметр — для щитовых аналоговых и язычковых частотомеров
  • Для обозначения типов электроизмерительных (низкочастотных) частотомеров традиционно используется отраслевая система обозначений, в которой приборы маркируются в зависимости от системы (основного принципа действия)
    • Вхх — вибрационные частотомеры
    • Дхх — приборы электродинамической системы
    • Эхх — приборы электромагнитной системы
    • Мхх — приборы магнитоэлектрической системы
    • Цхх — приборы выпрямительной системы
    • Фхх, Щхх — приборы электронной системы
    • Нхх — самопишущие приборы
  • Частотомеры радиодиапазона маркируются по ГОСТ 15094
    • Ч2-хх — резонансные частотомеры
    • Ч3-хх, РЧ3-хх — Электронно-счетные частотомеры
    • Ч4-хх — гетеродинные, конденсаторные и мостовые частотомеры

Основные нормируемые характеристики частотомеров[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Справочник по электроизмерительным приборам; Под ред. К. К. Илюнина — Л.: Энергоатомиздат, 1983
  • Справочник по радиоизмерительным приборам: В 3-х т.; Под ред. В. С. Насонова — М.: Сов. радио, 1979

Нормативно-техническая документация[править | править вики-текст]

  • ГОСТ 8.567-99 ГСИ. Измерения времени и частоты. Термины и определения
  • ГОСТ 7590-93 Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 4. Особые требования к частотомерам
  • ГОСТ 7590-78 Приборы электроизмерительные для измерения частоты аналоговые показывающие. Общие технические условия
  • ГОСТ 22335-85 Частотомеры электронно-счетные. Технические требования, методы испытаний
  • ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
  • ГОСТ 8.422-81 ГСИ. Частотомеры. Методы и средства поверки
  • ГОСТ 12692-67 Измерители частоты резонансные. Методы и средства поверки
  • ОСТ 11-272.000-80 Частотомеры резонансные. Основные параметры
  • МИ 1835-88 Частотомеры электронно-счетные. Методика поверки

Ссылки[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]