Метод заряда и разряда конденсатора

Сущность метода заключается в измерении тока разряда конденсатора, попеременно переключаемого с заряда на разряд с частотой, равной измеряемой.

Конденсатор С (рис. 8.9) заряжается до напряжения и разряжается до напряжения . Тогда за одно переключение переключателя на заряд (положение 1) и разряд (положение 2) количество электричества, подводимое к конденсатору и отдаваемое им микроамперметру Q = CU, где

При переключении f раз в секунду количество электричества, протекающее через прибор в 1 с, т. е. ток через микроамперметр

(8.16)

При условии, что частота переключений f равна измеряемой , показания прибора пропорциональны .

Прибор для измерения частоты, основанный на описанном методе, называют конденсаторным частотомером. В этом приборе переключателем служит электронный коммутатор, осуществляющий переключение с частотой при подаче на его вход напряжения измеряемой частоты.

Для обеспечения линейной зависимости показаний прибора от частоты в схеме частотомера предусматривается ограничитель, поддерживаю-

	щий постоянство верхнего и нижнего уровней напряжения на обкладках конденсатора во всем рабочем диапазоне частот. Пределы измеряемых частот (поддиапазоны) регулируются изменением емкости С конденсатора и шунтированием микроамперметра.
Рис. 8.9. Принцип действия конденсаторного частотомера

Методы сравнения с частотой другого источника посредством осциллографа

Для сравнения необходимо иметь второй источник напряжения – обычно образцовый генератор, точность которого по крайней мере в 5 раз выше точности контролируемого источника, и устройство для сличения частот. Часто таким устройством служит осциллограф, с помощью которого сравнивают частоты от 10 Гц до 10 – 20 МГц.

Метод интерференционных фигур

Напряжение известной частоты образцового источника подается на один вход осциллографа (например, вход X), а напряжение измеряемой частоты – на второй вход (например, вход Y). Частоту образцового генератора перестраивают до получения на экране осциллографа устойчивого изображения простейшей интерференционной фигуры: прямой, окружности или эллипса (рис. 8.10). Появление одной из этих фигур свидетельствует о равенстве частот напряжений, поданных на оба входа осциллографа (отношение : = 1:1). Если точное равенство частот не достигнуто, т. е. = ± , то вид фигуры непрерывно изменяется, принимая форму эллипсов с переменной длиной осей или прямой. На низких частотах можно определить величину погрешности , сосчитав число периодов р изменения фигуры за определенный интервал времени . Тогда .

В случае, когда частоты не равны друг другу, но кратны, на экране осциллографа наблюдаются более сложные фигуры (рис. 8.11). При строгой кратности эти фигуры неподвижны. Еще сложнее фигуры получаются для дробного отношения частот.

Соотношение частот определяется следующим способом. Через изображение фигуры мысленно проводят две прямые линии: горизонтальную и вертикальную (см. рис. 8.11).

Отношение числа m пересечений горизонтальной прямой с фигурой к числу n пересечений вертикальной прямой с фигурой равно отношению частоты напряжения, поданного на вход канала Y, к частоте напряжения, поданного на вход канала X осциллографа: .

При больших значениях m или n пользование методом интерференционных фигур затруднительно.