Резонансный метод измерение частоты.
Резонансный метод — основан на использовании явления резонанса в колебательной системе и заключается в сравнении измеряемой частоты с частотой собственных колебаний контура или резонатора, заранее проградуированного. Этот метод применяется в радиочастотном диапазоне, преимущественно в области СВЧ.
Прибор, измеряющий частоту резонансным методом, называют резонансным частотомером (вид Ч2). Колебательная система через элемент связи возбуждается сигналом источника, частоту колебаний которого необходимо измерить. С помощью органа настройки изменяется частота собственных колебаний колебательной системы до наступления резонанса. В момент резонанса, фиксируемого по индикатору, производят отсчет по шкале настройки колебательной системы.
Основным узлом резонансного частотомера является колебательная система. В приборах высокочастотного диапазона она образуется одной из сменных катушек индуктивности и прецизионным конденсатором переменной емкостью, снабженным шкалой настройки.
Индикатор резонанса — полупроводниковый детектор или термоэлемент с микроамперметром. В качестве примеров резонансных частотомеров можно привестиприбор Ч2-1, работающий в диапазоне от 50 кГц до 50 МГц, или частотомер, входящий в гетеродинный переносчик к электронно-счетному частотомеру Ч3-30.
Характерной особенностью резонансных частотомеров СВЧ являются перестраиваемые резонаторы:
коаксиальные;
объемные.
Коаксиальные резонаторы бывают двух видов: полуволновой отрезок линии, коротко-замкнутый с двух сторон, и четвертьволновый отрезок, замкнутый с одной стороны и разомкнутый с другой. Преимущественно применяют резонаторы второго вида, т. к. они конструктивно проще и позволяют получить более высокую добротность.
Коаксиальный частотомер (рис. а) представляет собой резонатор, образованный отрезком коаксиальной линии регулируемой длины, замкнутой на одном конце и разомкнутой на другом (короткое замыкание осуществляется с помощью четвертьволнового бесконтактного устройства). Резонанс наступает при длине отрезка
Гетерогенный метод измерение частоты.
Среди ультразвуковых методов измерения объемного расхода можно выделить два основных: доплеровский и время - импульсный методы. Метод измерения выбирается в зависимости от типа контролируемой среды. Для измерения расхода многофазных (гетерогенных) сред лучше всего проходит доплеровский метод измерения. В основе доплеровского метода лежит измерение частоты ультразвукового сигнала отраженного от движущихся неоднородностей. Использование доплеровского метода измерения позволяет одним и тем же прибором производить измерение расхода гетерогенных жидкостей, пара, газа и воздуха. Современные методы обработки сигналов, применяемые в расходомерах-счетчиках фирмы «Днепр», позволяют определять направление потока и подавлять практически все возможные типы акустических помех.
Цифровой метод измерение частоты.
Этим методом производится измерение средней частоты периодического сигнала – метод заключается в прямом сравнении значения измеряемой частоты с дискретным значением образцовой частоты, воспроизводимой мерой. Для измерения частоты необходимо: 1. сформировать временные ворота, длительность которых равна периоду сигнала образцовой частоты. 2) заполнить временные ворота импульсами, следующими с искомой частотой. 3) сосчитать число импульсов, попадающих в ворота.
Для измерения частоты непрерывного периодического сигнала достаточно преобразовать исследуемый сигнал в периодическую последовательность коротких импульсов, моменты появления которых соответствуют моментам перехода sin-го сигнала через нулевой уровень с производной одного и того же знака. Структурная схема цифрового частомера на рис.1.7.
Рис.1.7. Цифровой метод измерения частоты
Периодический сигнал, частоту которого надо измерить после усиления или ослабления во Входном Блоке (ВБ). Далее следуют: Формирователь (Ф), Ключ (К), Счетчик (сч), Отсчетное Устройство (ОУ), Кварцевый Генератор (КГ), Делитель Частоты (ДЧ), Блок Управления (БУ).
При измерении частоты сигнала методом дискретного счета имеет место погрешность меры и погрешность сравнения. Погрешность меры определяется нестабильностью частоты КГ. Погрешность сравнения главным образом определяется погрешностью дискретности. Максимальное значение абсолютной погрешности дискретности составляет ±1 дискретизации, что соответствует единице младшего разряда счета.