Комбінований частотомір. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

Особливість запропонованого частотоміра в тому, що він, крім основної функції, дозволяє визначити індуктивність різних котушок, резонансну частоту контурів, ємність конденсаторів. Саме тому частотомір названий комбінованим.

Хорошим помічником радіоаматору-конструктору стане комбінований прилад, принципова схема якого показано на рис.1. Для його виготовлення не потрібні дефіцитні деталі, він простий у налагодженні та експлуатації. Приладом можна виміряти частоту сигналів амплітудою 0,1...5 синусоїдальної або прямокутної форми в діапазоні від 50 Гц до 500 кГц, а також індуктивність від 4 мкГн до 1 Гн.

Для зручності відліку показань робочий діапазон значень розбитий на чотири піддіапазони. Перший встановлюють при вимірі частоти до 500 Гц. Другий - при вимірі частоти від 500 Гц до 5 кГц або індуктивності від 40 до 1 Гн. Третій - при частоті сигналу від 5 до 50 кГц, значення індуктивності 0,4 ... 40мГн. І четвертий піддіапазон-при частоті сигналу від 50 до 500 кГц і значення індуктивності 4 ... 400 мкГн. Необхідний піддіапазон встановлюють перемикачем SA2, а режим вимірювання (частота або індуктивність)-SA1. Похибка вимірювання частоти не перевищує 5%.

Принцип роботи частотоміра заснований на перетворенні вхідного сигналу в послідовність прямокутних імпульсів зі стабільною тривалістю та амплітудою та подальшому вимірі мікроамперметром середнього значення струму цієї послідовності. Спрощено роботу частотоміра пояснюють епюри, наведені на рис.3. Досліджуваний сигнал (рис.3 а) подають на вхід буферного вузла, який виконаний на транзисторі VT1. Призначення вузла - забезпечити великий вхідний опір та мінімальну вхідну ємність частотоміра. З виходу вузла сигнал надходить через секцію SA1.1 перемикача SA1 перетворювач, виконаний на елементах DD4.1, DD4.2. Він служить для формування з вхідного сигналу довільної форми послідовності прямокутних імпульсів, які з виходу елемента DD4.2 (рис.3, б) надходять безпосередньо на вхід інвертора на транзисторі VT2 (якщо встановити перший піддіапазон), або на вхід дільника частоти (при роботі на інших піддіапазонах), виконаного на лічильниках DD1 – DD3. Кожен із лічильників ділить частоту вхідного сигналу на 10, тому незалежно від того, який встановлений піддіапазон, частота послідовності імпульсів на вході транзисторного інвертора буде не більше 500 Гц.

На інверторі DD4.3 та елементі DD4.4 виконаний формувач стабільних за амплітудою та тривалістю імпульсів. Напруга високого рівня з колектора транзистора VT2 (рис.3, в) надходить на вхід інвертора DD4.3 і на ланцюг R8 R9 C6, що інтегрує.

На верхньому за схемою вході елемента DD4.4 встановлюється напруга низького рівня (рис.3, г), а на його нижньому вході - високого (рис.3, д), але з тимчасовою затримкою, яка залежить від знамення постійної інтегруючої ланцюга. Тривалість затримки регулюють підстроювальним резистором R8, а її значення визначає тривалість імпульсів t на виході елемента DD4.4 (рис.3, е).

Середнє значення струму послідовності цих імпульсів вимірюють за допомогою мікроамперметра РА1. Значення струму пропорційне частоті вхідного сигналу.

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

Рис. 2

А як працює вимірювач індуктивності? Для цього режиму перемикач SA1 переводять у положення "L". Перетворювач на елементах DD4.1, DD4.2 перетворюється на генератор, частота якого визначається значенням ємності конденсатора С2 та індуктивністю котушки Lх - її підключають до гнізд Х2, Х3.

Значення частоти вимірюють частотоміром (його робота описана вище), а індуктивність обчислюють за формулою: Lх = 1/f^2, де Lх - мкГн, af - МГц.

Для зручності відліку шкалу приладу можна додатково проградуювати значення індуктивності або виготовити окремо для кожного піддіапазону перерахункову шкалу і наклеїти шкали на корпус приладу.

Ріс.3

Точність вимірювань залежить від стабільності амплітуди імпульсів на виході порівняльного елемента DD4.4. Амплітуда, у свою чергу, залежить від стабільності напруги живлення. Ось чому пристрій живлять через параметричний стабілізатор напруги, виконаний на транзисторах VT3, VT4. Як стабілітрон використаний емітерний перехід транзистора VT4, а як основне джерело живлення - батарея "Крона" (підійде "Корунд" або акумуляторна батарея 7Д-0,115).

Можливості приладу можна розширити, врахувавши здатність роботи мікросхем 561ІЕ14 на частотах до 2 МГц і встановивши ще один дільник частоти (на рис.1 він не показаний). Тоді збільшиться верхня межа вимірювань частотоміра до 1,5...2 МГц і розшириться діапазон вимірювань індуктивності - до 1 мкГн. Число піддіапазонів збільшиться до п'яти.

Також неважко передбачити можливість вимірювання резонансної частоти невідомого контуру чи значення ємності конденсатора. Для цього необхідно замінити перемикач SA1 на трипозиційний та встановити додаткові вхідні гнізда (на рис.1 ці доповнення показані штриховою лінією). Підключивши до гнізд Х4, Х5 контур, знаходять його резонансну частоту - за показаннями частотоміра. За відомою (або заздалегідь виміряною) індуктивності котушки обчислюють значення ємності за формулою: Сх = 25,33/f^2*L, де f - кгц, L - мгн і Сx - мкФ.

У приладі можна застосувати такі деталі. Транзистори: VТ1-КП303А-КП303В; VТ2-VТ4-КТ315А-КТ315І або КТ312А-КТ312В. Конденсатор С2-К73МБМ (якщо немає можливості підібрати конденсатор такої ємності з наявних, його складають з кількох паралельно включених конденсаторів різної ємності). Підстроєний резистор R8 – СП3-3. Перемикач SA2 – ПГ-2 або П2К.

За відсутності мікроамперметра можна використовувати магнітоелектричну вимірювальну головку авометра, наприклад, Ц20 або ТЛ-4 (режим вимірювань авометра - постійний струм). У цьому випадку сам пристрій можна виконати у вигляді приставки. Необхідно лише, щоб з'єднувальні дроти були мінімально можливої ​​довжини. Для підключення котушок індуктивності можна застосувати затискачі типу "крокодил".

Монтують деталі приладу (за винятком перемикачів SA1, SA2, конденсатора С2 та вхідного вузла) на друкованій платі (рис.2) із фольгованого склотекстоліту. Деталі вхідного вузла розміщують у корпусі виносного щупа. Це зроблено з метою зменшити значення ємності, яку вносить прилад у ланцюг, що вимірюється. Щуп з'єднують із приладом екранованим дротом. Гнізда для підключення щупа – від мікротелефону. Конденсатор С2 кріплять між висновками гнізд Х2, Х3.

Налагодження приладу починають з того, що встановлюють двигун резистора R8 в крайнє нижнє за схемою положення, після чого живлення включають. Вольтметр контролюють напругу на конденсаторі С5. Воно має бути в межах 5,5...7 і не змінюватися при збільшенні напруги живлення приладу від 9 до 12 В. Потім відключають виносний щуп, а перемикач SA1 переводять в положення "F" - вимірювання частоти. Якщо стрілка приладу помітно відхилиться від нульової позначки, це свідчить про порушення перетворювача (елементи DD4.1, DD4.2). Причиною його можуть бути паразитні наведення через близько розташовані з'єднувальні дроти перемикачів SA1, SA2. Для усунення збудження слід розвести провідники або встановити між виходом DD4.2 елемента і загальним проводом конденсатор ємністю до 100 пФ.

Далі підключають вимірювальний щуп і замкнувши між собою його висновки, знову контролюють роботу перетворювача. Тільки переконавшись у відсутності збудження, приступають до калібрування частотоміра.

Перемикач SA2 переводять на перший піддіапазон, а на вхід вимірювального щупа подають синусоїдальний сигнал амплітудою 1...2 і частотою 500 Гц. Підстроювальним резистором R8 встановлюють стрілку мікроамперметра на кінцеву позначку шкали. Змінюючи амплітуду вхідного сигналу від 0,2 до 5, переконуються в стабільності показань частотоміра. В іншому випадку вирівнюють чутливість вхідного вузла підбором резистора R2.

Для налагодження вимірювача індуктивності перемикач SA1 переводять у положення "L", а SA2 - четвертий піддіапазон. До гнізд Х2, Х3 підключають котушку, індуктивність якої відома (4...10 мкГн). За першою з наведених вище формул обчислюють значення частоти, а потім добіркою конденсатора С2 домагаються, щоб показання частотоміра відповідали цьому значенню.

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Глобальне дослідження прісної води 28.07.2022 Місія Surface Water and Ocean Topography (SWOT) проведе дослідження понад 95% озер, річок та водосховищ Землі. Дослідники мають можливість виміряти рівень води лише в декількох тисячах озер на планеті і майже не мають даних про важливі річкові системи планети. Але цю проблему вирішено завдяки співпраці між Французьким космічним агентством Centre National d'Etudes Spatial (CNES) за участю Канадського космічного агентства та Космічного агентства Сполученого Королівства, повідомляється в агентстві NASA, яке також бере участь у співпраці. Запустити супутник SWOT планується у листопаді цього року із бази космічних сил Ванденберг у Каліфорнії. В даний час інженери та техніки завершують роботу над SWOT на об'єкті Thales Alenia Space у Каннах, Франція. Це допоможе краще зрозуміти кругообіг води на Землі та сприятиме кращому управлінню водними ресурсами, а також розширить знання про те, як зміна клімату впливає на озера, річки та водосховища. SWOT може виміряти понад 95% озер Землі, площа яких перевищує 6 гектарів, та річок, ширина яких перевищує 100 метрів. Над океаном супутник зможе "бачити" такі елементи, як вихори, щонайменше 100 кілометрів.

Інші цікаві новини:

▪ Як розпізнати підробку лайкри

▪ Світлодіод SOLERIQ S 13 OSRAM Opto Semiconductors

▪ Воднева вантажівка Mercedes-Benz GenH2 Truck

▪ Надувний гальмівний пристрій в рюкзаку

▪ Енергія з паперу

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Синтезатори частоти. Добірка статей

▪ стаття Нестача освітлення під час відеозйомки. Мистецтво відео

▪ статья Який птах шанується майже у всіх світових релігіях? Детальна відповідь

▪ стаття Електромеханік зв'язку. Посадова інструкція

▪ стаття Гірляндна ГЕС. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Облік електроенергії. Технічний облік. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024