Конденсаторный частотомер

В конденсаторном частотомере для преобразования частоты в постоянный ток используют электронные ключи, а в качестве индикатора магнитоэлектрический измерительный механизм.

Переключатели 1 и 2 работают синхронно во время присутствия импульса в положении 1, во время отсутствия – в положении 2. В положении 1 конденсатор С заряжается до напряжения U и преобразовывает заряд:

Q = C*U.

В положении 2 конденсатор С разряжается через магнитоэлектрический измерительный механизм ИМ.

I_cp = Q*f_x = C*U*f_x.

Если принять, что C = const и U = const, то градуировка такого прибора может быть выполнена в единицах частоты (Гц). За минимальный период конденсатор должен успеть полностью зарядиться и разрядиться – это условие правильной работы частотомера.

Вопрос 18. Пример конденсаторного частотомера на диодах.

Пример конденсаторного частотомера на диодах

В качестве переключателей при реализации схемы конденсаторного частотомера могут использоваться транзисторные или диодные ключи. Рассмотрим пример реализации переключателей на диодах.

Формирователь импульсов выдаёт импульсы с постоянной длительностью и амплитудой с частотой F_x. Ёмкость С заряжается через D₁, а разряжается через D₂ и измерительный механизм.

На рисунке показаны временные диаграммы для двух частот FХ1 и FХ2. Частота импульсов тока во втором случае будет выше, чем в первом, следовательно будет больше величина заряда приобретаемая конденсатором за единицу времени и среднее значение тока, протекающего через измерительный механизм.

Угол отклонения стрелки ИМ будет равен среднему значению тока измерительного механизма, умноженному на чувствительность ИМ по току.

α = S_i*I_им = S_i*C*U*f_x.

Вопрос 19. Резонансный частотомер.

1. Резонансный частотомер

При измерении больших значений частоты используют резонансный метод. В его основу положен принцип действия колебательного контура. При использовании этого метода сравнивается частота колебаний измеряемой величины и собственная частота колебательного контура.

Принцип действия:

ИР – индикатор резонанса,

М – взаимная индукция.

Входное напряжение U_x является источником ЭДС в контуре LC с частотой f_x. Изменяя ёмкость С можно по показаниям индикатора резонанса настроить в резонанс контур LC. При этом:

____

f_рез=1/ (2*π*√L*C).

При известной индуктивности L шкалу изменения ёмкости можно отградуировать в единицах частоты.

Вопрос 20. Структурная схема фазометра. Приборы для измерения фазы

Измерение сдвига фаз между напряжениями синусоидальной формы и одинаковой частоты осуществляется преобразованием угла сдвига фаз в прямоугольные импульсы и подачей этих импульсов на магнитоэлектрический измерительный механизм.

Структурная схема фазометра будет иметь следующий вид:

На рисунке показаны:

UХ1 и UХ2 – переменные напряжения,

ФИ1 и ФИ2 – формирователи коротких импульсов,

К – ключ,

Е – значение питающего напряжения,

ИМ – магнитоэлектрический измерительный механизм,

U3 и U4 – эпюры напряжений на выходе формирователей.