Μετρητής συχνότητας - σκοπός, τύποι, χαρακτηριστικά χρήσης

Για τον προσδιορισμό των συχνοτήτων των περιοδικών σημάτων, καθώς και για τον προσδιορισμό των αρμονικών στοιχείων των φασμάτων, χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές ραδιομέτρησης (και ηλεκτρικής μέτρησης) που ονομάζονται μετρητές συχνότητας.

Σήμερα υπάρχουν δύο τύποι μετρητών συχνοτήτων σύμφωνα με τη μέθοδο μέτρησης: αναλογικές (για άμεση εκτίμηση συχνότητας) και συσκευές σύγκρισης (που περιλαμβάνουν: ηλεκτρονική μέτρηση, ετεροδύναμο, συντονισμό κ.λπ.).

Τα αναλογικά είναι κατάλληλα για τη μελέτη ημιτονοειδών ταλαντώσεων, ετεροδύνων, συντονιστικών και δονήσεων - για τη μέτρηση αρμονικών στοιχείων ενός σήματος, ηλεκτρονική μέτρηση και πυκνωτή - για τον προσδιορισμό των συχνοτήτων των διακριτών γεγονότων.

Ανάλογα με τον τύπο κατασκευής, οι μετρητές συχνότητας μπορούν να τοποθετηθούν σε πίνακα, φορητό ή σταθερό - ο τύπος κατασκευής εξαρτάται από το πεδίο εφαρμογής μιας συγκεκριμένης συσκευής.

Μετρητής συχνότητας αναλογικού δείκτη

Ο αναλογικός αναλογικός μετρητής συχνότητας αναφέρεται σε ηλεκτρομηχανικές συσκευές μέτρησης και λειτουργεί με βάση την αρχή του μαγνητοηλεκτρικού, ηλεκτρομαγνητικού ή ηλεκτροδυναμικό σύστημα.

Η λειτουργία μιας τέτοιας συσκευής βασίζεται στην εξάρτηση του συντελεστή σύνθετης αντίστασης του σύνθετου κυκλώματος μέτρησης από τις παραμέτρους του ρεύματος που διέρχεται από αυτό. Το κύκλωμα μέτρησης της συσκευής αποτελείται από αντιστάσεις εξαρτώμενες από τη συχνότητα και ανεξάρτητες από τη συχνότητα.

Έτσι, αποστέλλονται διαφορετικά σήματα στον βραχίονα του αναλογικού οργάνου: το μετρούμενο ρεύμα τροφοδοτείται στον έναν βραχίονα μέσω ενός κυκλώματος ανεξάρτητου από τη συχνότητα, στον άλλο μέσω ενός κυκλώματος που εξαρτάται από τη συχνότητα. Ως αποτέλεσμα, η βελόνα της συσκευής τοποθετείται σε τέτοια θέση ώστε οι μαγνητικές ροές των ρευμάτων μέσω των δύο βραχιόνων να βρουν ισορροπία.

Ένα παράδειγμα ενός μετρητή συχνότητας που λειτουργεί με αυτήν την αρχή είναι το σοβιετικό M800 για τη μέτρηση των συχνοτήτων ρεύματος στην περιοχή από 900 έως 1100 Hz στα σχήματα κινητών και σταθερών αντικειμένων. Η κατανάλωση ισχύος της συσκευής είναι 7 W.

Συχνόμετρο Reed Reed

Ο μετρητής συχνότητας καλαμιών έχει στην κλίμακα του ένα σετ πλακών με τη μορφή ελαστικών χαλύβδινων γλωττίδων και κάθε ένα από τα καλάμια έχει τη δική του συχνότητα συντονισμού μηχανικών κραδασμών. Οι συντονιστικές δονήσεις του καλαμιού διεγείρονται από τη δράση ενός εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου ενός ηλεκτρομαγνήτη.

Όταν το αναλυόμενο ρεύμα διέρχεται από το ηλεκτρομαγνητικό κύκλωμα, η γλώσσα με την πλησιέστερη συχνότητα συντονισμού στη συχνότητα του ρεύματος αρχίζει να ταλαντώνεται με το μεγαλύτερο πλάτος. Η συχνότητα της συντονιστικής δόνησης κάθε καλαμιού αντανακλάται στην κλίμακα της συσκευής. Άρα η οπτική ένδειξη είναι πολύ σαφής.

Ένα παράδειγμα δονούμενου μετρητή συχνότητας καλαμιού είναι το όργανο B80, το οποίο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της συχνότητας σε κυκλώματα AC.Το εύρος συχνοτήτων είναι από 48 έως 52 Hz, η κατανάλωση ισχύος του μετρητή συχνότητας είναι 3,5 W.

Συχνόμετρο πυκνωτή

Σήμερα μπορείτε να βρείτε μετρητές συχνότητας πυκνωτών για περιοχές από 10 Hz έως 10 MHz. Η αρχή λειτουργίας αυτών των συσκευών βασίζεται στην εναλλαγή των διαδικασιών φόρτισης και εκφόρτισης ενός πυκνωτή. Ο πυκνωτής φορτίζεται από την μπαταρία και στη συνέχεια αποφορτίζεται στο ηλεκτρομηχανολογικό σύστημα.

Ο ρυθμός επανάληψης φόρτισης-εκφόρτισης συμπίπτει με τη συχνότητα του εξεταζόμενου σήματος, καθώς το μετρούμενο σήμα από μόνο του καθορίζει τον παλμό μεταγωγής. Γνωρίζουμε ότι το φορτίο CU ρέει σε έναν κύκλο λειτουργίας, επομένως το ρεύμα που διαρρέει το μαγνητοηλεκτρικό σύστημα είναι ανάλογο της συχνότητας, επομένως, τα αμπέρ είναι ανάλογα με τα hertz.

Ένα παράδειγμα μετρητή συχνότητας πυκνωτή με 21 εύρη μέτρησης είναι η συσκευή F5043 που χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση εξοπλισμού χαμηλής συχνότητας. Η ελάχιστη μετρήσιμη συχνότητα είναι 25 Hz, η μέγιστη είναι 20 kHz. Κατανάλωση της συσκευής σε κατάσταση λειτουργίας — όχι περισσότερο από 13 W.

Ετεροδύναμος μετρητής συχνότητας

Οι μετρητές ετεροδύνων συχνοτήτων είναι χρήσιμοι για τη ρύθμιση και τη συντήρηση πομποδέκτη, για τη μέτρηση των συχνοτήτων φέροντος διαμορφωμένων σημάτων. Η συχνότητα του υπό διερεύνηση σήματος συγκρίνεται με τη συχνότητα του τοπικού ταλαντωτή (βοηθητικός συντονιζόμενος ταλαντωτής) μέχρι να επιτευχθεί μηδενικός ρυθμός.

Οι μηδενικοί παλμοί υποδεικνύουν σύμπτωση της συχνότητας του διερευνούμενου σήματος με τη συχνότητα του τοπικού ταλαντωτή. Ένα παράδειγμα ενός μετρητή ετεροδύνης συχνότητας που έχει δοκιμαστεί με χρόνο είναι ο σωλήνας "Ch4-1 Wave Meter", που χρησιμοποιείται για τη βαθμονόμηση πομπών και δεκτών CW. Το εύρος λειτουργίας της συσκευής είναι από 125 kHz έως 20 MHz.

Συχνόμετρο συντονισμού

Η συχνότητα του συντονιστή συντονισμού συγκρίνεται με τη συχνότητα του σήματος που δοκιμάζεται. Ο συντονιστής είναι ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα, ένας συντονιστής κοιλότητας ή ένα τμήμα τετάρτου κύματος. Το διερευνούμενο σήμα πηγαίνει στον συντονιστή και από την έξοδο του συντονιστή το σήμα πηγαίνει στο γαλβανόμετρο.

Οι μέγιστες ενδείξεις του γαλβανόμετρου δείχνουν την καλύτερη αντιστοιχία της φυσικής συχνότητας του συντονιστή με τη συχνότητα του υπό μελέτη σήματος. Ο χειριστής ελέγχει τον συντονιστή με έναν επιλογέα. Σε ορισμένα μοντέλα μετρητών συχνοτήτων συντονισμού, χρησιμοποιούνται ενισχυτές για την αύξηση της ευαισθησίας.

Ένα παράδειγμα μετρητή συχνοτήτων συντονισμού είναι η συσκευή Ch2-33, σχεδιασμένη για συντονισμό δεκτών και πομπών με συχνότητες συνεχών και διαμορφωμένων παλμών σημάτων από 7 έως 9 GHz. Η κατανάλωση της συσκευής δεν υπερβαίνει τα 30 watt.

Ηλεκτρονικός μετρητής συχνοτήτων

Ένας ηλεκτρονικός μετρητής συχνότητας απλά μετράει τον αριθμό των παλμών. Οι μετρημένοι παλμοί σχηματίζονται από τα κυκλώματα εισόδου από ένα περιοδικό σήμα αυθαίρετου σχήματος. Σε αυτήν την περίπτωση, το διάστημα αντίστροφης μέτρησης ρυθμίζεται με βάση τον κρυσταλλικό ταλαντωτή της συσκευής. Έτσι, ο ηλεκτρονικός μετρητής συχνοτήτων είναι μια συσκευή σύγκρισης της οποίας η ακρίβεια εξαρτάται από την ποιότητα του προτύπου.

Οι ηλεκτρονικοί μετρητές συχνότητας για μέτρηση είναι πολύ ευέλικτες συσκευές, διαφέρουν σε μεγάλες περιοχές συχνοτήτων μέτρησης και υψηλή ακρίβεια. Για παράδειγμα, το εύρος μέτρησης του οργάνου Ch3-33 είναι 0,1 Hz έως 1,5 GHz και η ακρίβεια είναι 0,0000001. Οι διαθέσιμες μετρούμενες συχνότητες αυξάνονται σε δεκάδες gigahertz λόγω της χρήσης διαχωριστικών σε σύγχρονες συσκευές.

Γενικά, οι ηλεκτρονικοί μετρητές συχνοτήτων είναι οι πιο κοινές και περιζήτητες επαγγελματικές συσκευές για το σκοπό αυτό.Επιτρέπουν όχι μόνο τη μέτρηση των συχνοτήτων, αλλά και σας επιτρέπουν να βρείτε τόσο τη διάρκεια των παλμών όσο και τα διαστήματα μεταξύ τους, ακόμη και να υπολογίσετε τη σχέση μεταξύ των συχνοτήτων, για να μην αναφέρουμε τον αριθμό των παλμών.