Прибор для измерения частоты переменного тока

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.

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.

Измерение частоты переменного тока в сети: приборы и методы

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.

Какие приборы можно использовать

Классификация частотомеров

Все данные приборы делятся на две основные группы по области их применения:

  1. Электроизмерительные. Применяются для бытового или же производственного измерения частоты в цепях переменного тока. Их используют при частотной регулировке оборотов асинхронных двигателей, так как вид частотного измерения оборотов, в этом случае, самый эффективный и распространённый.
  2. Радиоизмерительные. Нашли применение исключительно в радиотехнике и могут измерять широкий диапазон высокочастотного напряжения.

По конструкции частотомеры делятся на щитовые, стационарные и переносные. Естественно, переносные более компактные, универсальные и мобильные устройства, которые широко применяются радиолюбителями.

Для любого типа частотомера самыми важными характеристиками, на которые, в принципе, и должен обращать внимание человек при покупке, являются:

  • Диапазон частот, которые прибор сможет измерить. При планировании работы именно со стандартной промышленной величиной 50 Гц, нужно внимательно ознакомиться с инструкцией, так как не все приборы её смогут увидеть.
  • Рабочее напряжение в цепях, в которых будут проходить измерительные работы.
  • Чувствительность, эта величина более важна для радиочастотных устройств.
  • Погрешность, с которой он может производить замеры.

Мультиметр с функцией измерения частоты переменного тока

Самый распространенный прибор, с помощью которого можно узнать величину частотных колебаний и который находится в свободном широком доступе — это мультиметр. Нужно обращать своё внимание на его функциональные возможности, так как не каждый такой прибор сможет измерить частоту переменного тока в розетке или же другой электрической цепи.

Такой тестер выполняется чаще всего очень компактным, для того чтобы в сумке он легко помещался, и был максимально функциональным, измеряющим помимо частоты также напряжение, ток, сопротивление, а иногда даже температуру воздуха, ёмкость и индуктивность. Современный вид мультиметра и его схема основаны чисто на цифровых электронных элементах, для более точного измерения. Состоит такой мультиметр из:

  • Жидкокристаллического информативного индикатора для отображения результатов измерения, расположенного, чаще всего, в верхней части конструкции.
  • Переключателя, в основном, он выполнен в виде механического элемента, позволяющего быстро перейти от измерения одних величин к другим. Нужно быть очень осторожным, так как, допустим, если измерять напряжение, а переключатель будет стоять на отметке «I», то есть сила тока, тогда следствием этого неминуемо будет короткое замыкание, которое приведёт не только к выходу со строя прибора, но может вызвать и термический ожог дугой рук и лица человека.
  • Гнезд для щупов. С их помощью непосредственно происходит электрическая связь прибора с измеряемым токопроводящим объектом. Провода не должны иметь потрескиваний и изломов изоляции, особенно это касается их наконечников, которые будут находиться в руках измеряющего.
Читайте также  Прибор для сушки овощей и фруктов

Хотелось бы также упомянуть о специальных приставках к мультиметру, которые существуют и разработаны специально для того, чтобы увеличить число функций обычного прибора со стандартным набором.

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.

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:

Показатель частоты переменного тока: измерение с помощью мультиметра и частотометра

Как показывает практика, частоты измерение переменного тока, в отличие от таких показателей как напряжение и сила тока, нечасто необходимы в работе.

К примеру, измерительные клещи помогут в фиксировании показателя силы тока даже без контакта с токопроводящими частями.

Напряжение же фиксируется с помощью стрелочной модели мультиметра (старые образцы), или цифровой модели.

Стоит заметить, что измерение показателя частоты переменного тока, обозначенного символом v, с которой изменяется частота и полярность в цепи переменного тока, происходит с помощью частотомера.

Этим прибором для измерения так же может фиксироваться число механических колебания в определенный промежуток времени, но в данной статье будут рассмотрены только электрические величины частоты прохождения переменного электрического тока.

Методы и особенности фиксирования показателя частоты переменного электричекого тока помощью мультиметра и частотомера будет рассмотрено в следующем материале.

Оглавление:

  • Приборы для фиксации показателей
  • Особенности использования и группы частотомеров
  • Как происходит определение частоты переменного тока с помощью мультиметра
  • Фиксация частоты:основные этапы
  • Иные методы измерения показателя частоты переменного электрического тока

Приборы для фиксации показателей частоты переменного тока

Особенности использования и группы частотомеров. Если рассматривать область использования данных приборов, то можно их разделить на следующие категории:

  • электроизмерительные;
  • радиоизмерительные.

В первом случае приборы используются для определения рассматриваемых показателей частоты переменного тока как на производстве, так и в быту.

Использование их при частотной калибровке моторов с асинхронными показателями оборотов наиболее распространено и эффективно.

Вторая группа измерительных приборов получила свое применение только в радиотехнике. Они способны фиксировать обширный интервал напряжения высокой частоты переменного тока.

Если рассматривать конструкцию частотомера, то можно выделить следующие их виды: стационарные, щитовые и переносные. Последние обладают такими качествами, как компактность, универсальность и мобильность, что обеспечивает им широкое применение у радиолюбителей, в том числе для измерения частоты переменного тока.

Основные самые важные характеристики частотомера, требующие внимания потребителя при покупке, сводятся к следующему списку:

  • интервал частот переменного тока, который по силам измерить прибор. Если рассматривать работу именно со стандартной величиной, которая используется в промышленности и имеет значение в 50 Герц, то необходимо досконально изучить инструкцию к прибору. Это связано с тем, что не все они смогут ее зарегистрировать;
  • какое будет рабочее напряжение в цепи, где будет происходить измерение частоты переменного тока;
  • важной характеристикой, особенно для радиочастотных приборов, является чувствительность;
  • не менее важна та величина ошибки, с которой тестер проводит измерения.

Как происходит определение частоты переменного тока с помощью мультиметра

Одним из широко распространенных приборов, позволяющих определить величину v, является мультиметр. Одним из его преимуществ является свободный доступ.

Следует отметить, что при покупке нужно обращать свое внимание на показатели, ведь не все тестеры могут измерить такой показатель как v.

Современные мультиметры компактны, что дает им преимущество в работе вне стационарного места. Наряду с напряжением и переменным током, они так же измеряют другие необходимые для электриков величины.

Основой мультиметра наших дней и его функциональной начинки является цифровые электронные составляющие, что повышает точность измерения переменного тока.

В составе данного измерительного прибора находится:

  • табло на основе жидких кристаллов, на котором отображаются все измерения. Вероятнее всего Вы найдете его в верхнем отделе тестера;
  • механизм для переключения измерений показателей. Стоит отметить, что важно на данном этапе быть осторожным. К примеру, если переключатель будет зафиксирован на отметке I, сила тока иными словами, а Вы попытаетесь измерить напряжение, то это приведет к короткому замыканию. Это может привести к поломке прибора и подтверждениям термического характера дугой пользователя.

  • выход для щупов. При помощи этих элементов тестер и фиксируемый токопроводящий объект соединяются друг с другом, образуя связь. Необходимо, чтобы провода не имели повреждений в изоляции, трещин и иных дефектов в своей конструкции, ведь они непосредственно будут находиться в руках измеряющего.

Так же у современного мультиметра имеются специальные приставки, разработанные специально с целью увеличения функций стандартной модели.

Фиксация частоты переменного тока: основные этапы

Если имеется потребность использования мультиметра как частотомера, то еще раз перед работой изучите те показатели, какие именно подлежат измерению.

Для фиксации основных показателей необходимо проделать несколько шагов:

  1. Непосредственно произвести активацию прибора, она, как правило, броско обозначена;
  2. Зафиксировать тумблер переключения для определения показателя переменного тока, обозначаемого символом v;
  3. При помощи щупов, подключенных в строго оговоренные выходы, провести анализ мультитестера. Первым делом зафиксируйте частоту в сети, напряжение которой стандартно, она равна 220 Вольт. Здесь показатель соответствует 50 Гц, отклонение при этом допускается на величину в несколько десятых. Поставщиком электроэнергии эта величина четко контролируется, ведь ее изменение может вызвать поломку электроприборов. Стоит отметить, что этот показатель в разных странах неодинаков.

В тот момент, когда выводы прибора для измерения подсоединены к розетке, на табло измерительного прибора зафиксируется около 50 Гц. Разница между этими величинами соответствует погрешности тестера и должна быть учтена в дальнейшем.

Не забывая о том факте, что показатель v характерен только для переменного вида напряжения, можно приступать к работе.

Иные методы измерения рассматриваемого показателя

Наиболее эффективен и прост как метод фиксации показателя v является использование осциллографа. Он пользуется популярностью у профессиональных электриков из — за возможности наглядно оценить не исключительно цифровое значение показателя.

Начинающему мастеру будет проблематично зафиксировать эти колебания при помощи рассматриваемого тестера.

Еще одним способом является измерение прибора для измерения конденсаторного типа, обладающим интервалом измерений в 10 Гц — 1 МГц и приблизительным промахом вдва процента.

Следующим методом является резонансный, как следует из названия, основа его является такой показатель как резонанс, который возникает в электро —контуре. Он так же имеет табло с конструкцией, позволяющим точно подстроить искомые интервалы.

Но стоит отметить, что показатель в пятьдесят Герц не удастся проверить этим способом, так как работает измерительный прибор в интервалах, в тысячу раз его превышающей.

Нельзя не затронуть такой термин, как реле частоты. По своей сути — это ведущий агрегат по контролю измерения частоты предприятиях промышленности, то есть крупных и масштабных производствах.

Под ее влияние попадают все иные устройства защиты, тем самым реле поддерживает частоты на нужном уровне. Все типы реле частоты, так же как и его функционал, будут рассмотрены в следующих статьях.

Подводя итог, можно отметить, что функционал мультиметров, и частотомеров современного типа построен на фиксации импульсов, присущих любому виду переменного напряжения, при этом обеспечивая высокий интервал измерений и высокую точность.

Полезным будет ознакомление с видео по теме. Надеемся, что информация, представленная в статье, была для Вас полезна!

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.

Читайте также  Прибор для проверки фазировки

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.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Мультиметры — тема вечная, как любовь (подборка мультиметров с Алиэкспресс и Яндекс.Маркет)

Мультиметры остаются неизменно популярной темой, как тема любви в творчестве поэтов и музыкантов.

Секрет здесь прост.

Они используются везде: от проверки батареек и до настройки Больших и малых адронных коллайдеров. 🙂

Подборка будет состоять из двух условных частей: в первой части будут приведены «обычные» мультиметры стандартной формы и содержания.

А во второй части — «экзотические» мультиметры с необычной формой или содержанием.

К описаниям добавлены ссылки на приобретение приборов на Алиэкпресс и/или Яндекс.Маркет. Что интересно, на китайских площадках многие товары бывают дешевле, чем средняя цена на эти же товары в российских магазинах. Но благодаря сервисам сравнения цен в российских магазинах иногда можно найти торговые точки, где цена будет и ниже средней, и ниже китайской.

Цены указаны примерные на дату создания подборки и могут меняться.

В ссылках на товары применены сокращения АЭ (Алиэкспресс) и ЯМ (Яндекс.Маркет).

Простейший цифровой мультиметр DT830B

Цифровой мультиметр DT 830B стал «классикой жанра» благодаря своей более чем демократичной цене.

Его точность и его возможности нельзя назвать идеальными, но для подавляющего числа измерений в быту его будет вполне достаточно.

Из недостатков базовой модели надо отметить отсутствие звуковой сигнализации (буззера) и, соответственно, режима прозвонки.

Кроме того, прибор может измерять переменное напряжение, но не может измерять переменный ток.

Из «плюсов» надо отметить наличие режима измерения микроамперных токов (предел измерения 200 мкА).

По ссылке на Алиэкпресс можно, кроме базовой модели DT830B, найти различные вариации прибора, например DT830X (с буззером и генератором меандра, но без измерения микротоков) и DT 838 (с буззером и измерением температуры, но тоже без микротоков).

Цена — ок. 250 российских рублей ($3.5) на Алиэкспресс, и в среднем около 350 рублей — на Яндекс.Маркет.

Цифровой мультиметр DT9205A

Более продвинутый, но тоже очень недорогой мультиметр — DT9205A.

Это уже — более интересная модель, обладающая высокой функциональностью и широкими пределами измерения электрических величин.

Этот мультиметр позволяет, кроме всего прочего, измерять величину силы переменного тока (а не только напряжения) и ёмкость конденсаторов; а также показывает критическое снижение заряда батареи.

К недостаткам надо отнести отсутствие подсветки дисплея и тонкие кабели щупов, которые могут просто расплавиться при предельном измеряемом токе в 20 Ампер (сразу менять).

Средняя цена на Яндекс.Маркет — около 700 рублей.

На Алиэкспресс можно купить слегка видоизменённую модель AN9502A+, не отличающуюся чем-то принципиальным. Цена — около 600 рублей ($8.2); есть ускоренная доставка.

Цифровой мультиметр V7

Этот цифровой мультиметр всё ещё относится к обычным, но уже хорошо продвинутым.

Он может показывать до 5999 отсчётов измеряемой величины (предыдущий — до 1999), имеет подсветку дисплея, генератор прямоугольных импульсов, измерение частоты, ёмкости и температуры. Всё это — в дополнение к стандартным измерениям (ток, напряжение, сопротивление).

Имеется автоматический режим измерений.

К недостаткам можно отнести отсутствие проверки транзисторов.

Цена на Алиэкспресс — около 1900 — 2200 рублей ($26-30) в зависимости от комплектации; есть ускоренная доставка.

Цифровой мультиметр повышенной точности AN870

Этот мультиметр имеет две особенности: ориентацию на автоматические измерения и повышенную точность.

Что касается точности, то производитель заявляет её на уровне ±(0.05%+3 ед. мл. разряда) при измерении постоянного напряжения. Максимальное число отсчетов — 19999.

Прибор обладает почти всем «джентльменским набором» функций, присущим мультиметрам высокого класса, включая измерение частоты, ёмкости и температуры.

К возможным недостаткам следует отнести отсутствие проверки транзисторов и встроенного генератора меандра.

Цена на Алиэкспресс с учётом доставки — около 2800 рублей ($39), есть ускоренная доставка.

Стрелочные мультиметры — теперь уже экзотика

Секрет выживания добрых старых стрелочных мультиметров — не в их цене (она вовсе и не низкая), и не в том, что приверженность к ним питают ретрограды и мракобесы :). Она — в психологическом эффекте.

Он заключается в том, что положение стрелки аналогового прибора мозг человека осознаёт быстрее, чем считывает кучу цифр с дисплея цифрового прибора. А звук удара стрелки об ограничитель мозг осознаёт ещё быстрее. 🙂

В связи с этим, когда не требуется какой-то сумасшедшей точности измерения, стрелочные приборы оказываются вполне подходящими.

По приведённой выше ссылке на Алиэкпресс можно ознакомиться с семейством аналоговых мультиметров компании Brother.

Наиболее продвинутый прибор из этой серии (Brother HD-390D) имеет практически те же функции, что и добротный цифровой мультиметр среднего класса, в т.ч. прозвонку, измерение величины переменного тока и проверку транзисторов.

Цена — от 2000 до 2500 рублей ($26-34) в зависимости от модели.

Большой мультиметр AN-888S

Этот мультиметр больше предназначен для работы в качестве настольного устройства; но, благодаря автономному питанию, он может использоваться и в качестве переносного.

Габариты — 200*135*105 мм, масса — 895 г.

Таким габаритам мультиметр обязан, прежде всего, наличию в приборе встроенной Bluetooth-колонки (вот это поворот!).

Кроме того, он может использоваться как часы и будильник (в этом случае нельзя выключать питание).

В качестве собственно мультиметра он характеризуется как прибор с высокой универсальностью и точностью. Максимальное число отсчётов — 19999.

Питается прибор от двух аккумуляторов 18650. Заряжать можно от любого зарядного устройства 5 В / 2 А.

Цена этого мультиметра с истинно экзотическими возможностями — от 4800 до 5900 рублей ($66 — $77) в зависимости от комплектации.

Читайте также  Приборы для измерения давления в котельной

Мультиметры с графическим дисплеем 618A, 618B, 618C

Графический дисплей у этих мультиметров не такой гламурный, как у смартфонов. Здесь его роль проще: это попытка совместить свойства стрелочных и цифровых индикаторов «в одном флаконе».

Иными словами, цифровые показания дополняются изображением шкалы, заполненной штрихами в соответствии с величиной измеряемого параметра.

Цветным экраном обладает только старшая модель — 618C.

Прибор позволяет измерять напряжение, сопротивление, ёмкость, частоту и обнаруживать скрытую проводку под напряжением.

В то же время у него есть и существенный недостаток: нет измерения тока. Совсем.

Цена — от 1200 до 1500 рублей ($16.8 — $20.5) в зависимости от модели; есть ускоренная доставка.

Ручка-мультиметр MS8211D

Этот мультиметр изготовлен в виде утолщенной авторучки.

Мультиметры в таком форм-факторе отличаются небольшим весом и уменьшенными габаритами по ширине (длина и толщина — обыкновенные).

Но и возможности у таких приборов обычно более скромные, чем у их полногабаритных собратьев.

В связи с этим необходимо хорошо взвесить все «за» и «против» перед покупкой такого прибора.

В частности, у данного прибора надо упомянуть не широкий диапазон измерения тока: только до 200 мА.

Максимальное число отсчётов — 1999; прозвонка есть.

Важно не путать данный мультиметр с MS8211 (без суффикса «D»), у которого совсем нет измерения тока.

Цена — около 1500 рублей ($21).

Мультиметры — это приборы, с которых начинается любая электрика и электроника.

Данная подборка не может осветить и 1% имеющихся предложений на рынке, но дать представление, какие есть варианты и «что где почём», может.

Существует огромный выбор мультиметров при относительно невысоких ценах, и пользователю лишь необходимо определиться со своими требованиями к прибору.

Подходящее применение может найтись совершенно для любого из них, даже для самого простого.

Например, для дома или для работы можно купить прибор среднего или высокого класса; а на дачу забросить какой-нибудь дешевый прибор, чтобы он был там для оперативного решения изредка возникающих проблем.

Частотомер

Частотоме́р (неправ. частотометр) — измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Содержание

Классификация

  • По методу измерения — приборы непосредственной оценки (напр. аналоговые) и приборы сравнения (напр. резонансные, гетеродинные, электронно-счетные).
  • По физическому смыслу измеряемой величины — для измерения частоты синусоидальных колебаний (аналоговые), измерения частот гармонических составляющих (гетеродинные, резонансные, вибрационные) и измерения частоты дискретных событий (электронно-счетные, конденсаторные).
  • По исполнению (конструкции) — щитовые, переносные и стационарные.
  • По области применения частотомеры включаются в два больших класса средств измерений — электроизмерительные приборы и радиоизмерительные приборы. Следует заметить, что граница между этими группами приборов весьма прозрачна.
    • В группу электроизмерительных приборов входят аналоговые стрелочные частотомеры различных систем, вибрационные, а также отчасти конденсаторные и электронно-счетные частотомеры.
    • В группу радиоизмерительных приборов входят резонансные, гетеродинные, конденсаторные и электронно-счетные частотомеры.

Электронно-счетные частотомеры

  • Принцип действия электронно-счетных частотомеров (ЭСЧ) основан на подсчете количества импульсов, сформированных входными цепями из периодического сигнала произвольной формы, за определенный интервал времени. Интервал времени измерения также задается методом подсчета импульсов, взятых с внутреннего кварцевого генератора ЭСЧ или из внешнего источника (например стандарта частоты). Таким образом ЭСЧ является прибором сравнения, точность измерения которого зависит от точности эталонной частоты.
  • ЭСЧ является наиболее распространенным видом частотомеров благодаря своей универсальности, широкому диапазону частот (от долей герца до десятков мегагерц) и высокой точности. Для повышения диапазона до сотен мегагерц — десятков гигагерц используются дополнительные блоки — делители частоты и переносчики частоты.
  • Большинство ЭСЧ кроме частоты позволяют измерять период следования импульсов, интервалы времени между импульсами, отношения двух частот, а также могут использоваться в качестве счетчиков количества импульсов.
  • Некоторые ЭСЧ (например Ч3-64) сочетают в себе электронно-счетный и гетеродинный методы измерения. Это не только повышает диапазон измерения, но и позволяет определять несущую частоту импульсно-модулированных сигналов, что простым методом счета недоступно.
  • НАЗНАЧЕНИЕ: обслуживание, регулировка и диагностика радиоэлектронного оборудования различного назначения, контроль работы радиосистем и технологических процессов
  • ПРИМЕРЫ:Ч3-33, Ч3-54, Ч3-57, Ф5137, Ч3-84

Резонансные частотомеры

Принцип действия резонансных частотомеров основан на сравнении частоты входного сигнала с собственной резонансной частотой перестраиваемого резонатора. В качестве резонатора может быть использован колебательный контур, отрезок волновода (объемный резонатор) или четвертьволновой отрезок линии. Контролируемый сигнал через входные цепи поступает на резонатор, с резонатора сигнал через детектор подается на индикаторное устройство (гальванометр). Для повышения чувствительности в некоторых частотомерах применяются усилители. Оператор настраивает резонатор по максимальному показанию индикатора и по лимбу настройки отсчитывает частоту.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: настройка, обслуживание, контроль работы приемопередающих устройств, измерение несущей частоты модулированных сигналов
  • ПРИМЕРЫ: Ч2-33, Ч2-34, Ч2-45, Ч2-55

Гетеродинные частотомеры

Принцип действия гетеродинных частотомеров основан на сравнении частоты входного сигнала с частотой перестраиваемого вспомогательного генератора (гетеродина) с помощью т. н. метода нулевых биений, порядок работы аналогичен работе с резонансными частотомерами.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: аналогично резонансным частотомерам
  • ПРИМЕРЫ: Ч4-1, Ч4-22, Ч4-23, Ч4-24, Ч4-25

Конденсаторные частотомеры

Электронные конденсаторные частотомеры применяются для измерения частот в диапазоне от 10Гц до 1МГц. Принцип таких частотомеров основывается на попеременном заряде конденсаторов от батареи с последующим его разрядом через магнитоэлектрический механизм. Этот процесс осуществляется с частотой, равной измеряемой частоте, поскольку переключение производится под воздействием самого исследуемого напряжения. За время одного цикла через магнитоэлектрический механизм будет протекать заряд Q =CU, следовательно, средний ток, протекающий через индикатор, будет равен I_ср=Qf_x=CUf_x. Таким образом, показания магнитоэлектрического амперметра оказывается пропорциональны измеряемой частоте. Основная приведенная погрешность таких частотомеров лежит в пределах 2-3%.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: настройка и обслуживание низкочастотной аппаратуры
  • ПРИМЕРЫ: Ф5043

Вибрационные (язычковые) частотомеры

Представляет собой прибор с подвижной частью в виде набора упругих Элементов (пластинок, язычков), приводимых в резонансные колебания при воздействии переменного магнитного или электрического поля.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: контроль сети электропитания
  • ПРИМЕРЫ: В80, В87

Аналоговые стрелочные частотомеры

Аналоговые частотомеры по применяемому измерительному механизму бывают электромагнитной, электродинамической и магнитоэлектрической систем. В основе работы их лежит использование частотозависимой цепи, модуль полного сопротивления которой зависит от частоты. Измерительным механизмом, как правило, является логометр, на одно плечо которого подается измеряемый сигнал через частотонезависимую цепь, а на другое — через частотозависимую, ротор логометра со стрелкой в результате взаимодействия магнитных потоков устанавливается в положение, зависящее от соотношений токов в обмотках. Бывают аналоговые частотомеры работающие по другим принципам.

  • НАЗНАЧЕНИЕ: контроль сети электропитания
  • ПРИМЕРЫ: Д416, Э353, Ц1736, М800, С 300 М1-1

Наименования и обозначения

  • Устаревшие наименования
    • Волномер — для резонансных и гетеродинных частотомеров
    • Герцметр — для щитовых аналоговых и язычковых частотомеров
  • Для обозначения типов электроизмерительных (низкочастотных) частотомеров традиционно используется отраслевая система обозначений, в которой приборы маркируются в зависимости от системы (основного принципа действия)
    • Вхх — вибрационные частотомеры
    • Дхх — приборы электродинамической системы
    • Эхх — приборы электромагнитной системы
    • Мхх — приборы магнитоэлектрической системы
    • Цхх — приборы выпрямительной системы
    • Фхх, Щхх — приборы электронной системы
    • Нхх — самопишущие приборы
  • Частотомеры радиодиапазона маркируются по ГОСТ 15094
    • Ч2-хх — резонансные частотомеры
    • Ч3-хх, РЧ3-хх — Электронно-счетные частотомеры
    • Ч4-хх — гетеродинные, конденсаторные и мостовые частотомеры

Основные нормируемые характеристики частотомеров

  • Диапазон измеряемых частот
  • Допустимая погрешность измерения (для эл.-изм. — класс точности)
  • Чувствительность
  • Для ЭСЧ — нестабильность частоты кварцевого генератора

Литература

  • Справочник по электроизмерительным приборам; Под ред. К. К. Илюнина — Л.: Энергоатомиздат, 1983
  • Справочник по радиоизмерительным приборам: В 3-х т.; Под ред. В. С. Насонова — М.: Сов. радио, 1979

Нормативно-техническая документация

  • ГОСТ 8.567-99 ГСИ. Измерения времени и частоты. Термины и определения
  • ГОСТ 7590-93 Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 4. Особые требования к частотомерам
  • ГОСТ 7590-78 Приборы электроизмерительные для измерения частоты аналоговые показывающие. Общие технические условия
  • ГОСТ 22335-85 Частотомеры электронно-счетные. Технические требования, методы испытаний
  • ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
  • ГОСТ 8.422-81 ГСИ. Частотомеры. Методы и средства поверки
  • ГОСТ 12692-67 Измерители частоты резонансные. Методы и средства поверки
  • ОСТ 11-272.000-80 Частотомеры резонансные. Основные параметры
  • МИ 1835-88 Частотомеры электронно-счетные. Методика поверки

Ссылки

См. также

  • Радиоизмерительные приборы
  • Электроизмерительные приборы
  • Измерительный прибор
  • Частота периодического процесса
  • Гетеродинный индикатор резонанса

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Асинтон
  • Слюды

Смотреть что такое «Частотомер» в других словарях:

частотомер — частотомер … Орфографический словарь-справочник

ЧАСТОТОМЕР — прибор для измерения частоты периодических процессов (колебаний). Напр., частоту механических колебаний измеряют вибрационным и электрическим частотомером (в сочетании с преобразователями механических колебаний в электрические), частоту… … Большой Энциклопедический словарь

ЧАСТОТОМЕР — ЧАСТОТОМЕР, частотомера, муж. (тех.). Прибор для измерения частоты электрического тока. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ЧАСТОТОМЕР — прибор для измерения частоты периодич. процессов (гл. обр. частоты электрич. сигналов). Различают Ч. с электроизмерит. механизмами, электронные аналоговые и цифровые Ч. Одним из простейших явл. Ч. с вибрационным электроизмерительным механизмом.… … Физическая энциклопедия

ЧАСТОТОМЕР — (Frequency meter) прибор для измерения частоты переменного тока. По конструкции бывают вибрационные (наиболее распространенные) и вольтметровые. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР,… … Морской словарь

ЧАСТОТОМЕР — прибор для измерения частоты переменного тока. Наибольшее распространение имеют вибрационные Ч. На пластинке 1 укреплены стальные пластинки 4 (21 шт.), имеющие разные частоты собственных колебаний. Собственная частота каждой пластинки отличается… … Технический железнодорожный словарь

частотомер — сущ., кол во синонимов: 2 • волномер (1) • герцметр (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

частотомер — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN frequency indicatorfrequency meterFRM … Справочник технического переводчика

частотомер — прибор для измерения частоты периодических механических, электрических и электромагнитных колебаний. Для измерения механических колебаний пользуются вибрационными частотомерами. Простейший механический вибрационный частотомер представляет собой… … Энциклопедия техники

ЧАСТОТОМЕР — прибор для измерений частоты периодич. процессов (колебаний). Широкий диапазон измеряемых частот (от тысячных долей Гц до десятков ГГц) и допускаемых погрешностей измерений (от единиц до 10 8% ) обусловливает многообразие Ч. (см. Вибрационный… … Большой энциклопедический политехнический словарь