Преобразователи частоты

Для преобразователей, информационная составляющая сигнала которых является частотой, применяют аналоговые и цифровые преобразователи частоты.

Прямопоказывающие приборы на основе аналоговых преобразователей частоты хотя и имеют меньшую точность, чем цифровые, но они позволяют по­стоянно наблюдать за изменением измеряемой величины или осуществлять не­прерывную регистрацию кривых этих изменений на аналоговом регистрирующем приборе. Например, колебания частоты вращения двигателя внутреннего сгора­ния гораздо нагляднее видны на шкале стрелочного указателя, чем на цифровом приборе. Именно поэтому во многих диагностических устройствах наряду с циф­ровым отсчетом показаний частотных преобразователей выводят дублирующий аналоговый прибор для наблюдения за динамикой изменения измеряемого па­раметра. В связи с этим аналоговые преобразователи частоты получили широкое распространение в технической диагностике.

Преобразователи частоты можно разделить по ча­стотному диапазону условно на две группы: низкочастотные, работающие в по­лосе частот от единиц герц до 1 кГц, и высокочастотные, используемые во всем диапазоне выше 1 кГц. Первая группа используется с преобразователями, имею­щими непосредственно частотный выход (импульсные тахометры, фотоэлектри­ческие преобразователи частоты вращения, турбинно-тахометрические расходо­меры и т, п.). Вторую группу применяют совместно с промежуточными автоге­нераторными преобразователями, частоты выходных сигналов которых могут достигать нескольких мегагерц.

В качестве аналоговых преобразователей частоты чаще всего исполь­зуют схемы конденсаторных частотомеров. Действие этих схем основано на изме­рении среднего значения тока заряда или разряда, так называемого дозирующего конденсатора, который периодически перезаряжается напряжением измеряемой частоты.

Существует большое разнообразие схем конденсаторных частотомеров. Выбор той или иной схемы определяется главным обра­зом формой сигналов. Например, для сигналов синусоидальной формы с мало-меняющейся амплитудой хорошие результаты обеспечивают простые схемы, без сложных формирователей. Для измерения частот несинусоидальных сигналов, амплитуда которых может меняться в широких пределах, требуются частото­меры с формирующими устройствами или фильтрами на входе.

В качестве преобразователей и приборов могут быть использо­ваны серийные конденсаторные частотомеры (например, Ф433/3 имеет десять пределов измерения в диапазоне от 100 Гц до 1 МГц при основной погрешности ± 1,5% для пределов измерения от 100 Гц до 0,3 МГц); входное напряжение не менее 0,1 В. Прибор имеет автономное питание от двух батарей. Недо­статок частотомера Ф433/3 — заметная чувствительность к форме измеряемого сигнала.

Другой серийный аналоговый частотомер типа Ф5043 имеет 21 узкий диапа­зон измерений, охватывающий частоты от 25 Гц до 5 кГц (например, первый диапазон измерений 25... 35 Гц, а последний 4,5... 5,5 кГц), достоянную основную погрешность на всех диапазонах не более ±0,5%; входное напряжение не менее 1 В, питание от сети переменного тока.

Электронно-счетные частотомеры. Промышленность выпускает широкую номенклатуру электронно-счетных частотомеров, предназначенных для измере­ния частот и периодов электрических сигналов, измерения интервалов времени, длительности импульсов, счета числа периодов или импульсов поступающих на их вход сигналов. Электронно-счетные частотомеры отличаются высокой точностью, рассчитаны на полную автоматизацию и дистанционное выполнение измерений, обладают высокой надежностью и обеспечивают удобство проведения измерений. Результаты измерений на электронно-счетных частотомерах представляются в цифровой форме, наиболее удобной для считывания с помощью знаковых индикаторов. Частотомеры снабжены системой памяти и допускают вывод результатов измерений на цифропечатающие устройства или цифро-аналоговый преобразователь.

Наиболее распространенные промышленные типы электронно-счетных частотомеров имеют следующие основные характеристики:

Тип частотомера 43-36, 43-38, 43-39, 43-41.

Диапазон измеряемых частот, Гц 10...50-10^е 0...50-10^e 10...100-10^е 10...200-10^е

Число разрядов в цифровом индикаторе 7, 8, 8, 9.

Минимальное эффективное напряжение входного сигнала для всех перечисленных частото­меров не более 0,1 В.

Все частотомеры позволяют измерять периоды поступающих на вход гармонических и им­пульсных сигналов в диапазоне 10⁶... 10* с. Частотомеры типов 43-38 и 43-39 являются универсальными, они, в частности, рассчитаны для совместной работы с преобразователем напряжения в частоту типа Я34-25.

Для работы с преобразователями, генерирующими низкие частоты, (например индукционные преобразователи частоты вращения) целесообразно применять упрощенные схемы электронно-счетных частотомеров, имеющих ограниченные характеристики. К числу таких электронно-счетных частотомеров отно­сится тахометр ТЦ-1, структурная схема которого не отличается принципиально от принятой для универсальных электронно-счетных частотомеров многоцелевого назначения, однако частотный диапазон и число разрядов ограничены требуемой точностью измерения частоты вращения составных частей машин.

Измерение частоты с помощью тахометра основано на счете числа импульсов, поступающих на вход прибора за строго фиксированный интервал времени. Этот принцип измерения частоты заложен практически во все электронно-счетные частотомеры. ТахометрТЦ-1 комплектуется индукционным преобразователем и специальным зубчатым колесом, предназначенным для установки на торец вала ОД. Зубчатое колесо имеет 60 зубьев, с помощью которых в индукционном преобразователе генерируются 60 импульсов за каждый оборот вала, что упрощает пересчет ча­стоты вращения, выраженной в оборотах в минуту.

Прибор ТЦ-1 рассчитан на питание от сети 50 Гц.

Дата добавления: 2014-01-15