Як виміряти частоту

Конкретний вимір частоти створюють частотомірами, в основу яких покладені різні способи вимірювання залежно від спектра вимірюваних частот і необхідної точності вимірювання. Найбільш поширеними способами вимірювання частоти є:

Спосіб перезарядження конденсатора за кожен період вимірюваної частоти. Середнє значення струму перезаряду пропорційно частоті і вимірюється магнітоелектричним амперметром, шкала якого проградуйована в одиницях частоти. Випускають конденсаторні частотоміри з межею вимірювання 10 Гц - 1 МГц і похибкою вимірювання ± 2%.

Резонансний метод, заснований на явищі електронного резонансу в контурі з підлаштовуємося елементами в резонанс з вимірюваної частотою. Вимірюється частота визначається за шкалою механізму підстроювання. Спосіб застосовується на частотах понад 50 кГц. Похибка вимірювання можна зменшити до сотих часток відсотка.

Спосіб дискретного рахунку лежить в основі роботи електронно-рахункових цифрових частотомеров. Він заснований на рахунку імпульсів вимірюваної частоти за впізнаваний проміжок часу. Забезпечує високу точність вимірювання в будь-якому діапазоні частот.

Спосіб зіставлення вимірюваної частоти з еталонною. Електронні коливання невідомої і зразкової частот змішуються таким чином, щоб з`явилися биття якоїсь частоти. При частоті биття, що дорівнює нулю, яка вимірюється частота дорівнює зразковою. Змішання частот виробляють гетеродинним методом (метод нульових биття) або Осциллографическое.

При останньому методі використовують осцилограф з відключеним генератором внутрішньої розгортки. Напруга зразкової частоти подають на вхід підсилювача горизонтальної розгортки, а напруга невідомої частоти - на вхід підсилювача вертикального відхилення.

Змінюючи приблизну частоту, отримують нерухому або повільно мінливу фігуру Ліссажу. Форма фігури залежить від співвідношення частот, амплітуд і фазового зсуву між напругами, що подаються на відхиляють пластини осцилографа.

Якщо подумки перетнути фігуру по вертикалі і горизонталі, то ставлення числа перетинів по вертикалі m до числа перетинів по горизонталі n одно при нерухомій фігурі відношенню вимірюваної FХ і зразковою fобр частот.

У разі рівного розподілу частот фігура являє собою похилу пряму, еліпс або коло.

Частота обертання фігури буде точно відповідати різниці df між частотами fx `і fx, де fx` = fобр (m / n) і, як слід, fx = fобр (m / n) + df.Точность методу визначається в головному похибкою завдання зразкової частоти і визначення величини df.

Інший метод вимірювання частоти способом зіставлення - з впровадженням осцилографа, що має калібрований значення тривалості розгортки або інтегрований генератор каліброваних міток.

Знаючи тривалість розгортки осцилографа, і підрахувавши, скільки періодів вимірюваної частоти укладається на обраній довжині центральної ділянки екрана осцилографа, що має більш лінійну розгортку, можна просто знайти частоту. Якщо в осцилографі є калібраціонние мітки, то, знаючи часовий інтервал між мітками і підрахувавши їх число на один або кілька періодів вимірюваної частоти, визначають тривалість періоду.