Измерение основной физической величины – времени и ее производной частоты, лежит в основе многих измерительных задач. Существует множество методов измерения частоты. Рассмотрим некоторые из них.

1)                Метод сравнения. Образцовая и неизвестная частоты подводятся к телефону, в нем слышны 2 тона, если fх не равно f обр, если fх равно f обр, то в телефоне слышен один сигнал- этот метод получил название метод акустических биений.

2)                              Осциллографические методы.

А) Метод синусоидальной развертки или метод фигур Лиссажу. На входы X и Y подается напряжение образцовой и неизвестной частоты. Причем fобр может подаваться как на пластину Х так и на пластину Y . В зависимости от соотношения частот а экране будут различные фигуры Лиссажу. Мысленно пересекаю фигуру двумя взаимно перпендикулярными линиями таким образом, чтобы получилось максимально возможное число пересечений. Из правила Лиссажу следует что

где n и m – количество пересечений с осями x и y.

Б) Метод круговой развертки. Заключается в том, что напряжение образцовой частоты (обычно меньшей по значению) подается через фазовращатель на оба входа осциллографа. Фазовращатель должен обеспечивать фазовый сдвиг равный 90°. На экране будет круг. Напряжение неизвестной частоты подается на модулятор и модулирует яркость изображения. Окружность будет в виде пунктиров. Fx=n*fобр, где n – количество ярких пунктиров.

В)Резонансный метод. Используется на ВЧ.

Изменением Cобр настраивают контур в резонанс. Момент резонанса определяют по максимальному показанию вольтметра. Если индуктивность не изменяется, то шкалу Cобр можно проградуировать в единицах частоты.

3)                              Гетеродинный частотомер Гетеродин Г1 перестраиваемый LC генератор высокой стабильности. Г2- кварцевый генератор фиксированной частоты. На выходе смесителя колебания разностной частоты mf1+nf2.

В положении 1 переключателя SA1 проверяют градуировку Г1 по Г2, для этого установив fг приблизительно равную fкв, изменяют fг до тех пор пока в телефонах не появится звук , который понижается по тону и исчезает- это область нулевых биений при которой mfг+nfкв=0 ; mfг= nfкв.

Аналогично измеряют fx при выключенном генераторе Г2.

fx=fг+fδ,

где fδ- нулевые биения, которые имеют частоту 16 Гц. Для повышения точности измерения параллельно наушнику подключается магнитоэлектрический прибор, при fδ = 16Гц амплитуда колебаний стрелки прибора значительна, при уменьшении частоты уменьшается амплитуда колебаний. При fx=fг колебания стрелки прекращаются вовсе.

 Электронно-счетный частотомер

Это многофункциональный прибор позволяющий измерять частоту ,период, отношение частот, временные интервалы.

 

 ФУ- формирующее     устройство

 КГ- кварцевый генератор

 ДЧ –делитель частоты

         Формирующее  устрой­ство предназначено для преобразования    исследуемого сигнала с неизвестной частотой fx в последовательность кратковременных импульсов с такой ж частотой следования как исследуемый сигнал.      

         Кварцевый генератор вырабатывает импульсы прямоугольной формы стабильной частоты с периодом ∆T.

         Управляющее устройство формирует прямоугольные импульсы длительностью ∆T и сбрасывает показания счетчика заполнявшие счетчик в предыдущем периоде.

         Временной селектор открыт в периоде ∆T, за это время на него проходит определенное количество импульсов экспоненциальной формы.

         Электронный счетчик- считает количество импульсов, которые поступают на его вход за период времени ∆T и через дешифратор они отображаются на цифровом табло в виде измеряемого значения частоты.