Цифровые частотомеры

Рис. 10. 2-7: Питание (220 B AС) 3-4: Выход реле 1-8: Измерительный вход

Как и все измерительные электрические приборы, частотомеры делятся на две большие группы: аналоговые и цифровые. Частотомеры и той, и другой группы имеют и преимущества и недостатки. Исторически аналоговые измерительные приборы, в том числе и частотомеры аналогового типа, появились первыми. К недостаткам аналоговых приборов следует отнести наличие чувствительной к тряскам и вибрациям механической части, требования к определенной ориентации и положения прибора, конечная погрешность частотомера. К положительным качествам аналоговых частотомеров относится легкая считываемость показаний при постоянном изменении измеряемой частоты. По расположению частотомеры разделяются на карманные, настольные, и щитовые. Щитовые частотомеры устанавливают на станциях подачи и распределения электроэнергии и на других предприятиях в служебных помещениях для отслеживания частоты переменного тока. И все же частотомер цифровой уже несколько десятков лет назад вытеснил аналогового собрата. Современный частотомер цифровой не имеет механических частей, и поэтому не критичен к способу установки. Ему не страшны вибрации, частотомер цифровой щитовой может быть установлен в одном из помещений производственного цеха завода без опасений за его точную и бесперебойную работу. Относительная погрешность, которую имеет частотомер цифровой щитовой, может быть очень малой. Точность работы цифрового прибора может достигать сотых долей процента. Измерительный прибор частотомер цифровой щитовой

предназначен для точного измерения и отслеживания частоты переменного напряжения электрической сети. Цифровые частотомеры этого типа предназначены для стационарной установки в электроизмерительные щиты. Выпускаются стандартных габаритных размеров 120х120, 96х96, 80х80 и 96х48 мм. Класс точности выпускаемых цифровых частотомеров для установки в электрощиты 0,2 или 0,1. Щитовой частотомер имеет пределы измерения частот от 45 до 65 Гц с точностью 0.02 и 0.01 Гц. С указанной точностью частотомер цифровой щитовой способен измерять частоту переменного тока в сети с напряжением от 85 до 242В. Работоспособность прибора сохраняется в широком диапазоне температур от -50 до +50 градусов и до 80% влажности. Конструирование этого измерительного прибора (рис. 11) должно стать для вас обобщением, сведением воедино и практическим применением знаний и навыков по основам цифровой техники. Прибор позволит измерять синусоидальные гармонические и импульсные электрические колебания частотой от единиц герц до 10 МГц и амплитудой от 0,15 до 10 В, а также считать импульсы сигнала.

Рис. 11. Внешний вид цифрового частотомера

Его образуют: формирователь импульсов сигнала измеряемой частоты, блок образцовых частот, электронный ключ, двоично-десятичный счетчик импульсов, блок цифровой индикации и управляющее устройство. Питается частотомер от сети переменного тока напряжением 220 В через двухполупериодный выпрямитель со стабилизатором выпрямленного напряжения.

Действие прибора основано на измерении числа импульсов в течение определенного-образцового-интервала времени. Исследуемый сигнал подают на вход формирователя импульсного напряжения. На его выходе формируются электрические колебания прямоугольной формы, соответствующие частоте входного сигнала, которые поступают на электронный ключ. Сюда же через управляющее устройство, открывающее ключ на определенное время, поступают и импульсы образцовой частоты. В результате на выходе электронного ключа появляются пачки импульсов, которые далее следуют к двоично-десятичному счетчику. Логическое состояние двоично-десятичного счетчика, в котором он оказался после закрывания ключа, отображает блок цифровой индикации, работающий в течение времени, определяемого управляющим устройством. В режиме счета импульсов управляющее устройство блокирует источник образцовых частот, двоично-десятичный счетчик ведет непрерывный счет поступивших на его вход импульсов, а блок цифровой индикации отображает результат счета. Формирователь импульсного напряжения представляет собой усложненный триггер Шмитта, собранный на микросхеме К155ЛД1 (DD1). Резистор R1 ограничивает входной ток, а диод VD1 защищает микросхему от перепадов входного напряжения отрицательной полярности. Подбором резистора R3 устанавливают нижний (наименьший) предел напряжения входного сигнала. С выхода формирователя (вывод 9 микросхемы DD1) импульсы прямоугольной формы поступают на один из входов логического элемента DD11.1, выполняющего функцию электронного ключа. В блок образцовых частот входят: генератор на элементах DD2.1-DD2.3, частота импульсов которого стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1, и семиступенный делитель частоты на микросхемах DD3-; DD9. Частота кварцевого резонатора равна 8 МГц, поэтому микросхема К155ИЕ5 (DD3) первой ступени делителя включена так, чтобы частота генератора делилась на 8. В результате частота импульсов на ее выходе (вывод 11) будет 1 МГц. Микросхема каждой последующей ступени делит частоту на 10. Таким образом, частота импульсов на выходе микросхемы DD4 равна 100 кГц, на выходе микросхемы DD5-10 кГц, на выходе DD6-1 кГц, на выходе DD7-100 Гц, на выходе DD8 - 10 Гц и на выходе всего делителя (вывод 5 микросхемы DD9) - 1 Гц. Участок измеряемых частот устанавливают переключателем SA1 «Диапазон». В крайнем правом (по схеме) положении этого переключателя трехразрядный блок цифровой индикации фиксирует частоту до 1 кГц (999 Гц), во втором от него положении-до 10 кГц (9999 ГцХ в третьем-до 100 кГц (99999 Гц) и далее до 1 МГц (999 кГц), до 10 МГц (9,999 МГц). Для более точного определения частоты сигнала приходится выбирать переключателем соответствующий поддиапазон измерения, постепенно переходят от более высокочастотного участка к низкочастотному. Так, например, чтобы измерить частоту звукового генератора, надо установить переключатель сначала в положение «х! 0 кГц», а затем переводить его в сторону меньших образцовых частот.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Похожые стьтьи по экономике

Реализация синхронного автомата на интегральных микросхемах
Счетчики - это автоматы, которые под действием входных импульсов переходят из одного состояния в другое, фиксируя тем самым число поступивших на их вход импульсов в том или ином коде. Сп ...

Считывание данных с пяти четырех битных датчиков и передача данных на персональный компьютер по интерфейсу RS232
микроконтроллер схема программа датчик Устройство предназначено для считывания данных с пяти четырех битных датчиков и передача данных на ПК по RS232. Принцип работы устройства: микроко ...

Характеристика датчика разности давлений Метран-100-ДД
Газовая промышленность является ведущей отраслью народного хозяйства страны. Добываемый природный газ позволяет обеспечивать сырьевые и технологические потребности многих отраслей промышленности, сель ...

Разделы

© 2021 - www.frontinformatics.ru