Прибор для измерения частоты переменного тока

Частотомер – назначение, виды, особенности использования

С целью определения частот периодических сигналов, а также для выявления гармонических компонентов спектров — применяют специальные радиоизмерительные (и электроизмерительные) приборы, называемые частотомерами.

На сегодняшний день частотомеры существуют двух типов по методу измерения: аналоговые (для непосредственной оценки частоты) и приборы сравнения (к коим относятся: электронно-счетные, гетеродинные, резонансные и т.д.).

Аналоговые подходят для исследования синусоидальных колебаний, гетеродинные, резонансные и вибрационные — для измерения гармонических составляющих сигнала, электронно-счетные и конденсаторные — для определения частот дискретных событий.

По типу конструкции частотомеры могут быть щитовыми, переносными или стационарными, – тип конструкции зависит от области применения конкретного прибора.

Аналоговый стрелочный частотомер

Стрелочный аналоговый частотомер относится к электромеханическим измерительным приборам, и работает по принципу магнитоэлектрической, электромагнитной или электродинамической системы.

Работа такого прибора основывается на зависимости модуля полного сопротивления составной измерительной цепи от параметров проходящего через нее тока. Измерительная цепь прибора состоит из частотозависимого и частотонезависимого сопротивлений.

Итак, на плечи логометра подаются разные сигналы: на одно плечо измеряемый ток подается через частотонезависимую цепь, на другое — через частотозависимую цепь. В итоге стрелка прибора устанавливается в такое положение, в котором магнитные потоки токов через два плеча найдут равновесие.

Пример частотомера, работающего по такому принципу — советский М800, предназначенный для измерения частот токов в диапазоне от 900 до 1100 Гц в цепях передвижных и стационарных объектов. Потребляемая прибором мощность — 7 Вт.

Язычковый вибрационный частотомер

Язычковый вибрационный частотомер имеет на своей шкале набор пластинок в форме упругих стальных язычков, причем каждый из язычков обладает собственной резонансной частотой механических колебаний. Резонансные колебания язычков возбуждаются посредством действия переменного магнитного поля электромагнита.

При прохождении анализируемого тока через цепь электромагнита, язычок с наиболее близкой резонансной частотой к частоте тока, начинает колебаться с наибольшей амплитудой. Частота резонансных колебаний каждого язычка отражена на шкале прибора. Так что визуальная индикация весьма отчетлива.

Пример вибрационного язычкового частотомера — прибор В80, который применяется для измерения частоты в цепях переменного тока. Диапазон частот — от 48 до 52 Гц, потребляемая мощность частотомера — 3,5 Вт.

Сегодня можно встретить конденсаторные частотомеры на диапазоны, входящие в интервал от 10 Гц до 10 МГц. Принцип работы этих приборов базируется на чередовании процессов заряда и разряда конденсатора. Конденсатор заряжается от батареи, затем разряжается на электромеханическую систему.

Частота повторений заряда-разряда совпадает с частотой исследуемого сигнала, ибо сам измеряемый сигнал задает импульс на переключение. Мы знаем, что заряд CU протекает за один рабочий цикл, следовательно протекающий через магнитоэлектрическую систему ток пропорционален частоте. Таким образом амперы пропорциональны герцам.

Пример конденсаторного частотомера с 21 диапазоном измерения — прибор Ф5043, применяемый для настройки низкочастотной аппаратуры. Минимальная измеряемая частота — 25 Гц, максимальная — 20 кГц. Потребление прибора в рабочем режиме — не более 13 Вт.

Для настройки и обслуживания приемопередающих устройств, для измерений несущих частот модулированных сигналов — полезны частотомеры гетеродинные. Частота исследуемого сигнала сравнивается с частотой сигнала гетеродина (вспомогательного перестраиваемого генератора) до достижения нулевых биений.

Нулевые биения свидетельствуют о совпадении частоты исследуемого сигнала с частотой гетеродина. Пример проверенного временем гетеродинного частотомера — ламповый «Волномер Ч4-1», используемый для градуировки передатчиков и приемников, работающих с незатухающими колебаниями. Рабочий диапазон прибора — от 125 кГц до 20 МГц.

Частота перестраиваемого резонатора сравнивается с частотой исследуемого сигнала. Резонатором служит колебательный контур, объемный резонатор или четвертьволновой отрезок линии. Исследуемый сигнал поступает к резонатору, с выхода резонатора сигнал идет на гальванометр.

Максимальные показания гальванометра свидетельствуют о наилучшем совпадении собственной частоты резонатора с частотой исследуемого сигнала. Оператор регулирует резонатор при помощи лимба. В некоторых моделях резонансных частотомеров применяются усилители для повышения чувствительности.

Пример резонансного частотомера — прибор Ч2-33, предназначенный для настройки приемников и передатчиков с частотами непрерывных и импульсно-модулированных сигналов от 7 до 9 ГГц. Потребление прибора не более 30 Вт.

Электронно-счетный частотомер просто считает количество импульсов. Считаемые импульсы формируются входными цепями из периодического сигнала произвольной формы. При этом интервал времени счета задается с опорой на кварцевый генератор прибора. Таким образом, электронно-счетный частотомер является прибором сравнения, точность которого зависит от качества эталона.

Электронно-счетные частотомеры являются приборами весьма универсальными, отличаются широкими диапазонами измерения частоты и высокой точностью. Например, диапазон измерений прибора Ч3-33- от 0,1 Гц до 1,5 ГГц, а точность составляет 0,0000001. Доступные измеряемые частоты повышаются до десятков гигагерц благодаря применению делителей в современных приборах.

В общем и целом, электронно-счетные частотомеры являются на сегодняшний день наиболее распространенными и востребованными профессиональными приборами данного назначения. Они позволяют не только измерять частоты, но позволяют также находить и длительности импульсов, и интервалы между ними, и даже вычислять отношения между частотами, не говоря о подсчете количества импульсов.

Как измерить частоту переменного тока?

Обзор приборов для измерения частоты переменного тока. Технология измерения частоты в сети мультиметром.

Не так часто приходится узнавать именно частоту переменного тока, по сравнению с такими показателями, как напряжение и сила тока. Например, для того чтобы измерить силу тока можно воспользоваться измерительными клещами, для этого даже необязательно контактировать с токопроводящими частями, да и напряжение проверяет любой стрелочный или цифровой мультиметр. Однако, чтобы проверить частоту, с какой меняется полярность в цепях переменного тока, то есть количество его полных периодов, используется частотомер. В принципе, прибор с таким же названием может измерять и количество механических колебаний за определённый период времени, но в этой статье речь пойдёт исключительно об электрической величине. Далее мы расскажем, как проводится измерение частоты переменного тока мультиметром и частотомером. Содержание:

  • Какие приборы можно использовать
  • Классификация частотомеров
  • Мультиметр с функцией измерения частоты переменного тока
  • Как выполняется измерение частоты
  • Другие альтернативные методы измерения

Какие приборы можно использовать

Как выполняется измерение частоты

Перед тем как пользоваться мультиметром, а в частности, частотомером, внимательно нужно ознакомиться ещё раз с теми параметрами, которые он имеет возможность измерять. Для того чтобы правильно произвести их замер нужно освоить несколько этапов:

  1. Включить прибор соответствующей кнопкой на корпусе, чаще всего она выделена ярким цветом.
  2. Установить переключатель на измерение частоты переменного тока.
  3. Взяв в руки два щупа и подключив их, согласно инструкции в соответствующие гнёзда, произведём опробование измерительного устройства. Для начала нужно попробовать узнать частоту напряжения в стандартной сети 220 Вольт, она должна равняться 50 Гц (отклонение может быть в несколько десятых). Эта величина чётко контролируется поставщиком электрической энергии, так как при её изменении могут выйти из строя электроприборы. Поставщик отвечает за качество предоставляемой электроэнергии и строго соблюдает все её параметры. Кстати, такая величина является стандартной не во всех странах. Присоединив выводы частотомера к выводам розетки, на приборе высветится величина около 50 Гц. Если показатель будет отличаться, то это будет его погрешностью и при следующих измерениях это нужно будет обязательно учесть.

Далее, можно смело производить необходимые замеры, помня что частота есть только у переменного вида напряжения, постоянный ток не имеет изменяющегося периодически значения.

Другие альтернативные методы измерения

Самый эффективный и простой способ проверки частоты — это использование осциллографа. Именно осциллографом пользуются все профессиональные электронщики, так как на нём можно визуально увидеть не только цифры, но и саму диаграмму. При этом нужно обязательно отключить встроенный генератор. Новичку в электронике будет довольно проблематично выполнить данные измерения с помощью этого прибора. О том, как пользоваться осциллографом, мы рассказали в отдельной статье.

Читайте также:  Прибор для проверки статора на межвитковое замыкание

Второй вариант — это измерение с помощью конденсаторного частотомера, имеющего диапазон измерений 10 Гц-1 МГц и погрешность около 2%. Он определяет среднее значение тока разрядки и зарядки, которое будет пропорционально частоте и измеряется косвенно с помощью магнитоэлектрического амперметра, со специальной шкалой.

Ещё один метод называется резонансный и основан он на явлении резонанса, возникающего в электрическом контуре. Тоже имеет шкалу с механизмом точной подстройки. Однако промышленную величину в 50 Гц этим способом невозможно проверить, работает он от 50 000 Гц.

Также вы должны знать, что существует реле частоты. Обычно на предприятиях, подстанциях, электростанциях — это основное устройство, которым контролируют изменение частоты. Данное реле воздействует на другие устройства защиты и автоматики для поддержания частоты на необходимом уровне. Есть разные типы реле частоты с разным функционалом, об этом мы расскажем в других публикациях.

Все же мультиметры и электронные цифровые частотомеры работают на обычном счёте импульсов, которые являются неотъемлемой частью, как импульсного так и другого переменного напряжения, необязательно синусоидального за определенный промежуток времени, обеспечивая при этом максимальную точность, а также широчайший диапазон.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Теперь вы знаете, как выполнить измерение частоты тока в сети мультиметром и частотомером. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной!
Будет интересно прочитать:

  • Как пользоваться мультиметром
  • Как проверить напряжение в розетке
  • Измерение сопротивления заземления


Измерение частоты переменного тока

Частоту переменного тока измеряют частотомерами. В электротехнике ХХ века обычно применяли резонансные электромагнитные или ферродинамические приборы, которые в настоящее время устарели, но их еще можно встретить на действующих электротехнических установках.

Электромагнитный резонансный частотомер имеет электромагнит 2 (рис. 1, а), в поле которого расположены стальной якорь 1 и соединенный с ним стальной брусок 5. Этот брусок укреплен на упругих пружинах 4 и на нем размещен ряд гибких стальных пластинок 3, площадь поперечного сечения которых подобрана таким образом, что каждая следующая пластинка имеет частоту собственных колебаний на 0,5 Гц больше, чем предыдущая. Свободные концы пластинок введены в прорезь, имеющуюся на шкале прибора. Катушка электромагнита присоединена к сети переменного тока так же, как и катушка вольтметра.

Рис. 1. Устройство электромагнитного резонансного частотомера

Рис. 2. Принципиальная схема ферродинамического частотомера

При прохождении по катушке переменного тока электромагнит создает магнитное поле, пульсирующее с частотой изменения тока. Находящийся в этом поле якорь 1 также начнет совершать колебательные движения и вызывать колебания связанных с ним пластинок 3.

Колебания пластинок обычно бывают настолько незначительными, что они не могут быть замечены глазом. Однако если
частота собственных колебаний какой-либо пластинки совпадает с частотой изменения переменного тока, т. е. с частотой колебаний якоря, то наступит явление механического резонанса, при котором эта пластинка начнет колебаться с большой амплитудой. Белый квадратик на ее конце превращается при этом в белую полоску (рис. 1,б), против которой по шкале можно отсчитывать измеряемую частоту. Значительно слабее колеблются две пластинки, колебания же всех остальных пластинок обычно совершенно незаметны для глаза.

Ферродинамический частотомер (рис. 2) представляет собой логометр ферродинамической системы. Катушки логометра соединяются в две параллельные цепи, которые подключаются к двум точкам а и б, между которыми действует напряжение переменного тока U (так же, как и вольтметры). Последовательно с неподвижной 3 и одной из подвижных 1 катушек включены катушка индуктивности L и конденсатор С, а последовательно с другой подвижной катушкой 2 — резистор с сопротивлением R (могут быть и другие комбинации R, L и С). Поэтому ток I1 в первой параллельной ветви зависит от частоты f , а ток I2 во второй цепи не зависит от f .

В результате при изменении частоты f будут изменяться ток I1 и положение подвижной части логометра до тех пор, пока не наступит равновесие моментов М1 и М2, создаваемых его катушками. Показания такого прибора будут зависеть от частоты f .

Непосредственное измерение частоты производят частотомерами , в основу которых положены различные методы измерения в зависимости от диапазона измеряемых частот и требуемой точности измерения. Наиболее распространенными методами измерения частоты являются:

Метод перезаряда конденсатора за каждый период измеряемой частоты. Среднее значение тока перезаряда пропорционально частоте и измеряется магнитоэлектрическим амперметром, шкала которого проградуирована в единицах частоты. Выпускают конденсаторные частотомеры с пределом измерения 10 Гц – 1 МГц и погрешностью измерения +2%.

Резонансный метод , основанный на явлении электрического резонанса в контуре с подстраиваемыми элементами в резонанс с измеряемой частотой. Измеряемая частота определяется по шкале механизма подстройки. Метод применяется на частотах более 50 кГц. Погрешность измерения можно уменьшить до сотых долей процента.

Метод сравнения измеряемой частоты с эталонной . Электрические колебания неизвестной и образцовой частот смешиваются таким образом, чтобы возникли биения некоторой частоты. При частоте биений, равной нулю, измеряемая частота равна образцовой. Смешение частот осуществляют гетеродинным способом (способ нулевых биений) или осциллографическим.

При последнем способе применяют осциллограф с отключенным генератором внутренней развертки. Напряжение образцовой частоты подают на вход усилителя горизонтальной развертки, а напряжение неизвестной частоты – на вход усилителя вертикального отклонения.

Изменяя образцовую частоту, получают неподвижную или медленно меняющуюся фигуру Лиссажу . Форма фигуры зависит от соотношения частот, амплитуд и фазового сдвига между напряжениями, подаваемыми на отклоняющие пластины осциллографа.

Если мысленно пересечь фигуру по вертикали и горизонтали, то отношение числа пересечений по вертикали m к числу пересечений по горизонтали n равно при неподвижной фигуре отношению измеряемой fх и образцовой fобр частот.

При равенстве частот фигура представляет собой наклонную прямую, эллипс или окружность.

Частота вращения фигуры будет точно соответствовать разности d f между частотами fx ‘ и fx, где fx ‘ = fобр ( m / n) и, следовательно, fx = fобр ( m / n) + d f . Точность способа определяется в основном погрешностью задания образцовой частоты и определения величины d f.

Другой способ измерения частоты методом сравнения – с использованием осциллографа, имеющего калиброванное значение длительности развертки либо встроенный генератор калиброванных меток.

Зная длительность развертки осциллографа, и подсчитав, сколько периодов измеряемой частоты укладывается на выбранной длине центрального участка экрана осциллографа, имеющего наиболее линейную развертку, можно легко определить частоту. Если в осциллографе имеются калибрационные метки, то, зная временной интервал между метками и подсчитав их число на один или несколько периодов измеряемой частоты, определяют длительность периода.

Метод дискретного счета лежит в основе работы цифровых частотомеров . Он основан на счете импульсов измеряемой частоты за известный промежуток времени. Обеспечивает высокую точность измерения в любом диапазоне частот.
Это наиболее распространенный современный метод измерения. Низкие частоты, такие как частота промышленной электросети может измеряться путем подсчета импульсов, поступающих от измерительного генератора высокой частоты F , за один или n периодов измеряемого тока или напряжения промышленной частоты f и вычисления значения измеряемой частоты по формуле: f = nF/N , где N – количество импульсов от измерительного генератора, полученное за n периодов промышленной частоты.
Другим способом является подсчет периодов сигнала измеряемой частоты за фиксированное время, например, за 1 секунду.

Испытание электрических машин – Приборы для измерения частоты и сопротивления

Содержание материала

Приборы для измерения частоты.

В практике испытаний ЭМ приходится измерять частоты в довольно широком диапазоне примерно от 1 Гц до 60 кГц. Для этих целей применяются как аналоговые электромеханические частотомеры, так и цифровые электронно-счетные частотомеры. Возможности применения частотомеров могут быть расширены за счет различных измерительных преобразователей — для измерения температуры, давления, деформации, числа оборотов, скольжения и других величин.
Для измерения частоты в сетях переменного тока с частотой 50 Гц применяется частотомер типа Д126, а в сетях с частотой 400 или 500 Гц — частотомер Д126/1 ферродинамической системы, класса точности 1,5.
Более совершенными являются частотомеры электронные типа Ф5048 с прибором магнитоэлектрической системы в качестве отсчетного устройства. Частотный диапазон прибора разбит на 21 узкий диапазон измерений со средними частотами от 35 до 5000 Гц. Кроме того, он имеет следующие широкие диапазоны измерений: 0—200; 0— 400; 0—1000; 0—2000; 0—4000; 0—10000; 0—20000 Гц. Допускаемая погрешность не превышает ± 0,5% разности конечного и начального значений диапазона измерений для узких диапазонов измерений и конечного значения диапазона измерений для широких диапазонов измерений. Диапазон входных напряжений 1—500 В. Входное сопротивление прибора не менее 20 МОм.
Применение при испытаниях ЭМ электронно-счетных частотомеров (ЭСЧ) с цифровой индикацией позволяет с возможно высокой степенью точности проводить измерение частоты и периода электрических колебаний, длительность импульсов, интервал времени, отношение частот двух сигналов, количество электрических импульсов, отклонение частоты от номинального значения. ЭСЧ работают в диапазоне частот от 0,1 Гц до 50 МГц.
Принцип работы ЭСЧ заключается в подсчете числа периодов измеряемых колебаний за определенный промежуток времени. Основными элементами ЭСЧ являются электронный счетчик импульсов (ЭСИ) с запоминающим устройством и системой цифровой индикации; временной селектор; формирующие устройства (ФУ), вырабатывающие нормированные по значению и временным параметрам сигналы; устройство формирования времени счета (УФВС), в состав которого входит блок декадных делителей частоты (ДДЧ), устройство управления, обеспечивающее необходимую синхронизацию работы всех элементов ЭСЧ в различных режимах работы.

Рис. 1.17. Электронно-счетный частотомер, работающий в режиме измерения частоты

Читайте также:  Прибор для измерения атмосферного давления


Рис. 1.18. Электронно-счетный частотомер, работающий в режиме измерения периодов

В режиме измерения частоты (рис. 1.17) импульсы, вырабатываемые из измеряемого сигнала, поступают через селектор, открытый на время, формируемое сигналом образцовой частоты, на ЭСИ, на цифровом табло которого индицируется среднее значение измеряемой частоты в единицах частоты. Время счета (усреднения) тсч = 1, 10, 100 мс, 1 или 10 с определяется числом ДДЧ.
В режиме измерения периода (рис. 1.18) УФВС вырабатывает импульс длительностью 1 или 10й (п — целое положительное число) периодов входного сигнала, открывающий селектор. Через открытый селектор на ЭСИ от устройства формирования сигнала (УФС) поступают импульсы, сформированные из сигнала образцовой частоты. На цифровом табло ЭСЧ индицируется значение одиночного или усредненного периода в единицах времени (микросекундах, миллисекундах). Коэффициент усреднения 10″ определяется числом п делителей, включенных в тракт формирования времени счета.
Погрешность частотомера не превышает значения нестабильности образцовой частоты внутреннего генератора, суммированного с одной единицей младшего разряда отсчетного устройства.
Все ЭСЧ имеют цифровой выход и могут успешно применяться в автоматизированных измерительных системах. Технические данные ЭСЧ приведены в [1.7,1.8].

Приборы для измерения сопротивления.

Для измерения активного сопротивления электрических машин широко применяются мосты постоянного тока.

Одинарные мосты постоянного тока.

Одинарными мостами постоянного тока принято называть четырехплечие мосты с питанием от источника постоянного тока. Известен ряд конструкций этих приборов с различными характеристиками. Погрешность моста зависит от пределов измерения.

При измерении малых сопротивлений на результат измерения значительное влияние оказывают сопротивления контактов и соединительных проводов, суммируемые с измеряемым сопротивлением. Для уменьшения этого влияния используют специальное четырехзажимное присоединение. В настоящее время выпускается одинарный мост типа Р369 (МО-4), обеспечивающий измерение сопротивления от 10+4 до 1,11111 · 10+10 Ом на постоянном токе при четырехзажимном подключении, с классами точности от 1,0 до 0,005 в зависимости от выбранного диапазона измерений и диапазоном рабочих температур 10—35 °С. Мост имеет автономную поверку.

Двойные мосты для измерения малых сопротивлений.

С целью расширения пределов измерения в промышленных приборах двойные мосты совмещаются с одинарными, обеспечивая широкие пределы измерений. Выпускаемый промышленностью одинарно-двойной мост типа Р3009 предназначен для измерения электрического сопротивления в пределах от 10-8 до 1,11111 · 10+10 Ом на постоянном токе, с классом точности для одинарного моста 0,02, а для двойного моста от 0,01 до 2,0 в зависимости от схемы измерения и диапазоном рабочих температур 10—35 °С.

Таблица 1.5

Для измерения индуктивности обмоток ЭМ применяются мосты переменного тока. В большинстве случаев мосты переменного тока делаются универсальными, т. е. позволяют кроме индуктивности измерять емкость, добротность катушек индуктивности, тангенс угла диэлектрических потерь и сопротивление. К таким приборам, например, относится мост переменного тока типа Р571, имеющий класс точности 0,1. Основные технические характеристики моста при измерении индуктивности приведены в табл. 1.5. Остальные характеристики при измерениях по другим параметрам, а также технические данные аналогичных приборов приводятся в справочной литературе.
Для измерения сопротивления изоляции выпускаются мегаомметры типов М4100/1—М4100/5. Приборы предназначены для измерения изоляции электрических цепей, не находящихся под напряжением. Класс точности приборов 1. Диапазоны измерения от 0 до 1000 МОм. Выходное напряжение в соответствии с индексами типов приборов 1, 2, . . ., 5 составляет 100, 250, 500, 1000 и 2500 В. Питание приборов типа М4100 осуществляется от встроенного генератора с ручным приводом.

Частотомер. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Частотомер представляет собой специализированный измерительный прибор, созданный для определения частоты, то есть периода колебаний электросигнала. Частота – один из основных показателей тока. Она определяет число колебаний за определенный временной цикл. Измеряется частота в герцах, она обратно пропорциональна периоду колебаний. Элементы оборудования, работающие на электрическом токе, должны работать на токах определенной частоты. Именно поэтому так важны устройства для определения частоты протекающего тока.

Зная частоту, можно своевременно настроить, обслужить, диагностировать и выполнить регулировку оборудования разнообразного назначения, осуществить контроль протекания технологических процессов. Приборы для измерения частоты могут иметь разное конструктивное исполнение, что определяется их назначением и особенностями работы. Подобные приборы требуются во многих областях науки и промышленности. Особенное значение приборы для измерения частоты имеют в телекоммуникационной, радиоэлектронной и электротехнической деятельности.

Виды

Частотомер, исходя из метода измерения, может быть двух типов:

  1. Аналоговые, которые предназначены для оценки частоты.
  2. Приборы сравнения, к которым относятся резонансные, гетеродинные, электронно-счетные устройства и так далее.

Аналоговые устройства предназначены в основном для определения колебаний синусоидального характера. Приборы сравнения применяются для измерения дискретных частот, гармонических параметров и так далее. Подобные устройства используются в большей части случаев для измерения частоты гармонического характера, находящихся в диапазоне 20-2500 Герц. Однако они имеют ограниченность использования, что вызвано невысокой точностью и высокой потребляемой мощностью.

В зависимости от типа конструктивного исполнения устройства бывают стационарными, переносными, либо щитовыми. Конкретный тип конструкции определяется областью применения устройства.

Больше всего распространены устройства прямого отсчета, то есть цифровые устройства. Они позволяют с удобством и высокой точностью измерять необходимые параметры частоты. Главная их особенность в том, что они подсчитывают число импульсов, поступающих от входного формирователя за конкретный период времени. Данный прибор способен измерить не только частоту, но также периоды времени и число импульсов.

Цифровые устройства позволяют выполнять с большой точностью исследования частот импульсного и гармонического характера в пределах 10 Гц – 50 ГГц. Подобные приборы в основном применяются для измерения частот, временных параметров.

По принципу действия подобный частотомер можно классифицировать на 4 группы:
  1. Устройства средних значений, которые являются наиболее распространенными. При помощи этих устройств можно измерять среднее значение частоты за определенное время. Пределы измеряемых частот составляют от 10 герц до 100 мегагерц. При использовании специальных преобразователей данный предел можно расширить до 1000 мегагерц.
  2. Устройства мгновенных значений. При помощи них можно узнать частоту в узком диапазоне. Подобные приборы чаще всего применяют для измерения инфранизких и низких частот.
  3. Устройства номинальных значений применяются с целью исследования изменений частот в узких пределах. Процентные устройства измеряют частоту в относительных единицах.
  4. Следящие устройства лучше всего подходят для измерения средних частот. Они измеряют частоту непрерывно. Если говорить прямо, то все электронные, а также электромеханические устройства являются следящими. К их преимуществам можно отнести возможность создания отчетов в каждый момент времени. К следящим устройствам также относятся и многие цифровые приборы.

В отдельную категорию можно выделить устройства, которые расширяют функционал следящих устройств. Это могут быть сервисные или универсальные приборы. Сервисные устройства имеют малые габариты, так как в них применяются интегральные схемы. Чаще всего они применяются в качестве автономных устройств, переносных, а также встроенных агрегатов в структуре автоматизированных систем. Их можно использовать для измерения разных величин.

Универсальные аппараты в большинстве случаев многофункциональны. Они имеют конструкцию, которая позволяет задействовать сменные блоки. Благодаря этому можно существенно повысить их функциональность. Специализированные устройства заточены под конкретные параметры измерений, поэтому в большей части случаев у них более простая конструкция.

Читайте также:  Прибор для замера сопротивления контура заземления
Устройство

Частотомер может иметь разное конструктивное исполнение. К примеру, электронно-счетное устройство выделяется блочно-модульным исполнением. Его базу составляет кроссплата, где монтируются модульные платы. От них выходят проводники на управляющие и индикаторные элементы, в том числе входящие и выходящие разъемы. Лампы и индикаторы находятся в модуле, которой расположен за панелью. Индикация осуществляется динамически.

В отдельной кассете находится блок питания и генератор. Имеется возможность подключить внешний генератор. Для защиты от перегрева используется термостат. Вычисление осуществляется с помощью декад и делителей. Кроме того, в состав устройства входят умножитель, узел сброса и самонастройки, автоматический блок и входной формирователь. В качестве элементной базы для этих элементов используются транзисторы. Подобные устройства уже считаются устаревшими, но все равно иногда применяются.

Самый простой частотомер производится на базе микросхем. В качестве входного элемента используется триггер Шмидта, трансформирующий напряжение синусоидального характера в импульсы одинаковой частоты. Чтобы триггер нормально работал, требуется конкретная амплитуда входного сигнала. Важно, чтобы она не была выше заданной величины. Чтобы повысить чувствительность, в устройстве может применяться дополнительный усилитель входящего сигнала. К примеру, для этого может быть использован полупроводниковый транзистор малой мощности либо аналоговая микросхема.

Когда колебания проходят через конденсатор, происходит усиление его показателей посредством второго конденсатора. После этого колебания направляются на вход триггера. Следующий конденсатор убирает обратную связь. Чтобы пользователь мог увидеть показатели частоты, используются стрелочные приспособления, а также подсвечиваемая шкала.

Принцип действия

Частотомер позволяет определить частоту тока в элементе какого-нибудь оборудования. Например, Вам надо получить схему, которая состоит из 2-х блоков: передатчика и приемника. До готовности передатчика можно задействовать генератор сигналов. Большинство генераторов способно обеспечить создание сигналов с разными параметрами.

Чтобы точно определить частоту сигнала необходимо подключить генератор к входу устройства для измерения частоты. У ряда генераторов имеются встроенные модули, предназначенные для определения частоты. Цифровой частотомер использует счетно-импульсный принцип, благодаря которому счетный блок подсчитывает число импульсов, поступающих на вход за конкретный период времени. То есть устройство осуществляет подсчет числа импульсов, период времени определяется с помощью опорных частот.

На входе устройства измеряемое колебание усиливается, превращаясь в последовательность усиленных импульсов с такой же частотой, которую и необходимо измерить. В то же время кварцевый генератор создает последовательность эталонных импульсов, которые приводят к старту схемы управления. В качестве нее выступает стробирующая схема. Она задает стандартное время измерений, за которое подаются колебания на вход. Счетчик устройства подсчитывает импульсы за данный период времени. Их количество выводится на цифровом индикаторе. В случае необходимости нового измерения имеется кнопка, которая направляет сигнал на схему сброса. Она ставит счетчик в нулевое положение.

Применение

Универсальный частотомер в большинстве случаев используется для автоматизированного определения частоты, непрерывности сигналов, времени, пика напряжения, которое является входящим. Также устройство применяется с целью исследования времени прохождения импульсов, времени, фазового сдвига между сигналов, исследования отношений частотных характеристик, подсчитывания количества импульсов.

Частотомер в большей части случаев используется с целью настраивания, испытания и калибрующих работ в разнообразных устройствах. К примеру, это могут быть преобразователи, генераторы, фильтрующие устройства. Частотомеры часто применяют для настраивания оборудования связи и так далее. Они довольно часто применяются в связном деле, измерительной технике, навигации, локации, ядерной физике, электронике, а также при создании, изготовлении и эксплуатации радиоэлектронных устройств.

Цифровые приборы для измерения переменного тока, напряжения и частоты

Цифровые приборы для измерения переменного тока и напряжения

Принцип движения электронов в цепях переменного тока – постоянное изменение направления движения: электроны попеременно (отсюда и название) движутся то строго в одном направлении, то в противоположном.

Поскольку преобразование напряжения и силы переменного тока можно осуществлять с минимальными потерями электроэнергии, переменный ток находит более широкое повседневное применение (в том числе и в бытовых сетях), чем постоянный ток.

Поэтому цифровые приборы для измерения действующих значений силы переменного тока и напряжения:

  • амперметры переменного тока
  • вольтметры переменного тока

ежедневно используются практически во всех энергетических и промышленных сферах.

Например, однопредельные щитовые электроизмерительные приборы ЩП 02М, ЩП 02, ЩП 96, ЩП 120 и т. д. с цифровой индикацией предназначены для контроля за указанными параметрами именно в цепях переменного тока.

Основные отличия этих и и других цифровых приборов для измерения переменного тока и напряжения:

  • тип конструкции;
  • диапазон измерений;
  • напряжение;
  • класс точности;
  • параметры интерфейса;
  • цвет индикации.

Приборы щитовые цифровые электроизмерительные ЩП02М, ЩП02, ЩП72, ЩП96, ЩП120 предназначены для измерения действующего значения силы тока или напряжения в цепях переменного тока. Они могут применяться в энергетике и других областях промышленности для контроля электрических параметров. Приборы являются однопредельными и имеют исполнения по конструкции, диапазону измерений, напряжению питания, наличию интерфейса, цвету индикаторов, классу точности.

ТипГабаритные размеры / вырез в щите, ммВысота знака, мм
ЩП02М96х48х145 / 90х4214
ЩП02.0196х48х90 / 90х4214
ЩП7272х72х100 / 68х6814
ЩП9696х96х100 / 92х9220
ЩП120120х120х100 / 112х11220
Рабочий диапазон температурот +5°С до +50°С
Влажность воздуха, не более80% при +25°С
Температура транспортированияот -50°С до +55°С
Для прибора ЩП120 предусмотрено климатическое исполнение УХЛ3.1:
Рабочий диапазон температурот -40°С до +55°С
Влажность воздуха, не более90% при +30 ?С
Технические характеристики
Количество цифровых индикаторов4
Класс точности0,5 или 1,0
Степень защиты по передней панелиIP40
Время преобразования, не более1,0с
Гальваническое разделение входных цепейесть
Гальваническое разделение по питаниюесть
Наличие интерфейса RS485 (для приборов ЩП02М, ЩП96, ЩП120)есть
Скорость обмена информацией по интерфейсу RS485, бод4800, 9600, 19200, 38400
Максимально допустимая перегрузка по входному сигналу (длительность)150% (1 минута)
Область частот измеряемых сигналов:

от 40 до 1000Гц

Входное сопротивление при измерении напряжения, не менее1МОм
Падение напряжения на приборе при измерении силы тока:

для диапазонов измерения 2мА, 20мА, 200мА, 1000мА, 2000мА, 1А, 2А.

для диапазонов измерения 10мА, 100мА, 500мА.

для диапазонов измерения 5мА, 50мА

для диапазонов измерения 5А

Напряжение питанияМощность потребления, ВА
ЩП02.01ЩП72ЩП02МЩП96ЩП120
(5 ± 0,25)В, (12 ± 0,6)В, (24 ±1,2)В постоянного тока2,52,52,53,03,0
(12 +6/-3)В, (24 +12/-6)В постоянного тока
(12 +6/-3)В, (24 +12/-6)В постоянного тока, с возможностью резервирования2,53,03,0
от 85 до 242В переменного тока частотой (50±0,5)Гц

или от 100В до 265В постоянного тока

5,5
На передней панели приборов под цифровыми индикаторами располагаются четыре единичных индикатора, которые информируют о режимах работы прибора:

“х” – индикатор включается при превышении конечного значения диапазона показаний на 2,5%.

“%” и “Н” – информирует о виде шкалы показаний (см. таблицу далее)

“I” – индикатор мигает при выполнении операции обмена данными по интерфейсу RS 485

Вид шкалыСостояние единичных индикаторов
“%”“Н”
Заказанная (диапазон показаний соответствует заказу)выкл.выкл.
Полная (диапазон показаний от 0 до 9999. *)вкл.вкл.
Процентная (диапазон показаний от 0.0 до 100.0 *)вкл.выкл.
Прямая (диапазон показаний соответствует диапазону входного сигнала)выклвкл.
* – Положение точки цифрового индикатора должно соответствовать указанному

Подсоединение внешних проводов осуществляется под винт. Сечение проводов, подключаемых непосредственно к клеммам, не более 1,5мм2для прибора ЩП02.01 и 2,0мм2 для приборов ЩП02М, ЩП72, ЩП96, ЩП120.

мА: 2; 5; 10; 20; 50;

100; 200; 500; 1000; 2000

кВ*: 3; 6; 10; 11; 15; 20; 35; 100; 110; 150; 220; 330; 400; 500; 750

А**: 10; 15; 20; 30; 40;

50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600;

4; 5; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 25; 28; 30; 32; 35; 40

* – подключение через внешний трансформатор напряжения с номинальным напряжением вторичной обмотки 100В

** – подключение через внешний трансформатор тока с номинальным током вторичной обмотки 1А (для диапазонов до 4кА включительно) или 5А

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector
Тип прибораДиапазон измеренияПитаниеИнтер- фейсЦвет индикатораКласс точностиОписание
ЩП02М