Устройство для записи измерений частоты переменного тока

Устройство для записи измерений частоты переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С3

Еласс 21 е, Ф, 7;

Л оо 40457

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТ(НИЕ

ОПИСЯНИЕ устройства для записи изменений частоты переменного тока.

К авторскому свидетельству Н. О. Чечик, заявленному 29 декабря

1933 года (спр. о перв. № 139718), с присоединением заявки от 29 декабря 1933 года (спр. о перв. № 140018).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 декабря 1934 года. (380) В измерительной практике уже известны способы измерения частоты переменного тока, согласно которым на измеряемые колебания предварительно накладываются колебания постоянной и известной частоты от вспомогатель- ного генератора, а затем частоту полученных биений измеряют каким-либо из известных способов.

Предлагаемое согласно изобретению устройство, использующее указанный выше принцип, предназначено для автоматической записи изменения частоты

-во времени, т. е. для снятия характеристики вида f y(t).

Подобные характеристики представляют интерес, например, в тех случаях, ! когда является необходимым производить качественную и количественную оценку устойчивости частоты передающей станции.

На чертеже фиг. 1 представляет электрическую схему всего устройства; фиг. 2 — примерную форму его выполнения; фиг. 3 — конструкцию электромагнитного пишущего приспособления; фиг. 4— схему видоизмененного устройства.

Гетеродин 1 (фиг. 1), стабильный по частоте, приводится к биениям с колебаниями исследуемого генератора, прини- маемыми, например, антенной 3, как это изображено на схеме.

Колебания генератора и гетеродина детектируются, а затем усиливаются резонансным усилителем промежуточной или низкой частоты. В том случае, когда частоты генератора и гетеродина расстроены на величину резонансной частоты, ток в анодной цепи последнего каскада резонансного усилителя резко возрастает.

Можно подобрать декремент затухания контура, настроенного на разностную частоту так, чтобы уже при расстройке контура на 1 % относительно его частоты ток в контуре уменьшался вдвоепо сравнению с током в момент резонанса.

Присоединив параллельно конденсатору колебательного контура гетеродина другой прямочастотный конденсатор малой емкости, допускающий возможность свободного беспрерывного его вращения. при помощи часового механизма или электрического двигателя, можно при этом получить периодическое изменение частоты гетеродина.

Зная максимально возможные изменения частоты передатчика, имеется возможность во всех случаях выбрать емкость вращающегося конденсатора такой, чтобы в результате его вращения з гетеродине всегда могли возникать колебания, отличающиеся от частоты передатчика на разностную резонансную частоту.

Момент такого условного резонанса будет характеризоваться резким возрастанием тока на некоторый момент, длительность которого определяется, с одной стороны, скоростью вращения конденсатора, а с другой — декрементом затухания колеоательного контура резонансного,усилителя.

Оощий вид предлагаемого устройства схематически изображен на фиг. 2.

Ось конденсатора 2, могущего свободно вращаться, механически связана с осью 4, снабженной мелкой винтовой нарезкой, на которой укреплен вращающийся барабан 5, покрытый листом бумаги. Обе оси приводятся во вращение при помощи часового механизма либо иного двигателя, снабженного замедляющей скорость вращения передачей.

У поверхности цилиндра расположен пишущий механизм реле б, укрепленный на одном из концов рычага 7, предназначенного для перемещения пера вдоль образующей цилиндра при помощи гайки, связанной с винтовой нарезкой оси 4.

Пишущий механизм состоит из электромагнитного реле с пером, укрепленным на конце его якоря. В отдельности он изображен на фиг. 3.

Как изображено на фиг. 1, реле б включено в анодную цепь последнего каскада резонансного усилителя 9. Поэтому момент наступления резонанса биений с частотой настройки контура усилителя будет отмечен резким воз.растанием тока, протекающего через обмотку реле, которое сработает, причем перо сделает отметку на поверхности вращающегося барабана.

Так как ось барабана и одновременно конденсатор 2 вращаются беспрерывно, то через некоторый момент частота биений изменится, резонанс будет нарушен, ток, протекающий через реле, вновь уменьшится, в связи с чем перо отойдет от поверхности бумаги.

Так как ось конденсатора непосред.ственно связана с осью барабана, то при каждом его обороте частота подаваемых. на резонансный усилитель биений будет плавно и периодически изменяться на определенном диапазоне, который будет зависеть от величины максимальной емкости вращающегося конденсатора 2.

Как указывалось выше, в тот момент, когда частота биений совпадает с резонансной частотой усилителя, реле сработает, давая отметку на бумаге, причем при каждом последующем обороте барабана отметка произойдет в одном и том же месте его поверхности, а так как одновременно с вращением последнего происходит также перемещение пишущего механизма вдоль оси системы, то в результате получится ряд точек, расположенных по прямой линии.

Если однако частота колебаний исследуемого источника изменится, то это вызовет изменение диапазона частот, подаваемых в цепь резонансного усилителя.

Тогда момент резонанса наступит при другом угле поворота оси системы, в связи с чем отметка будет нанесена на другом месте поверхности барабана, В этом случае запись получится не в виде прямой, а в виде ломаной линии, которая в некотором масштабе будет представлять собок кривую изменения частоты исследуемого источника.

Как указывает заявитель, предлагаемое устройство пригодно для записи медленных изменений частоты, происходящих в течение сравнительно длительного промежутка времени, т. е. в тех случаях, когда инерция якоря реле не играет роли, На фиг. 4 изображено видоизменение предложенного устройства, дающее возможность записи быстрых колебаний исследуемой частоты.

Устройство это отличается тем, что электромагнитное реле б (фиг. 1 и 2) заменено схемой с катодным реле 6, изображенной на фиг. 3. Кроме реле б в схему включен гальванометр осциллографа 12 и вращающийся потенциометр 11, ось которого связана с осью конденсатора 2.

Перед включением схемы потенциометр 15 в цепи батареи сеточного смещения устанавливается таким образом, чтобы вызвать смещение характеристики лампы в крайне левое положение до полного исчезновения анодного тока, отмечаемого прибором 16.

Ймплитудное значение напряжения низкой частоты, падающего на сопро тивл ение 17, подбйра ется та кой величины, чтобы при совпадении частоты, биений с частотой резонансного усили- теля ток в анодной цепи лампы б возрастал до значения ее тока насыщения.

Потенциометр 11 включен в анодную цепь лампьt.

Сопрот».вление последней, а также сопротивление потенциометра 11 подбираются таким образом, чтобы на зажимах ас потенциометра приходилась опре деленная часть общего падения напряжения анодной батареи 10.

Когда ток, протекаю.ций через лампу, достигнет величины тока насыщения, величина падения напряжения на зажимах потенциометра не будет меняться, так как ток насыщения лампы б можно считать величиной постоянной.

Гальванометр 12 осциллографа включен в цепь потенциометра 11 последовательно с сопротивлением 18.

При отсутствии тока в- цепи лампы, что соответствует несовпадению частот, падения напряжения на потенциометре не будет, в связи с чем гальванометр не даст отклонения.

При наступлении резонанса ток в анодной цепи возрастет, причем зеркало гальванометра 12 в зависимости от силы тока, отклонится на угол, величина которого определяется значением напряжения между зажимами вс потенциометра.

Так как рукоятка потенциометра 11 связана с осью вращающегося конденсатора 2, подключенного к основному конденсатору колебательного контура гетеродина, то при вращении всей системы в зависимости от того, в каком положении находился s момент резонанса ротор конденсатора, а следовательно и ползунок потенциометра, величина напряжения между зажимами вс будет различна и, следовательно различно будет отклонение шлейфа осциллографа.

Применив прямочастотный вращающийся конденсатор, можно создать ли- нейную зависимость между током, про- текающим через гальванометр 12 осциллографа и частотой исследуемых колебаний

Благодаря этому фотозапись на ленте осциллографа будет непосредственно изображать кривую изменения частоты во времени.

Меняя скорость вращения системы (конденсатора и потенциометра) можно тем самым в некоторых пределах менять чувствительность прибора.

Характер записи, получаемой на фотографической бумаге, можно выяснить, исходя из следующих соображений: при каждом обороте конденсатора 2 в момент наступления резонанса частоты биений с частотой контура усилителя в цепи гальванометра появится импульс тока, величина амплитуды которого будет зависеть от положения контакта потенциометра ll в момент возникновения импульса и вместе с тем, как указывалось выше, от частоты исследуемых колебаний. Таким образом при каждом обороте системы гальванометр осциллографа будет зачерчивать на движущейся фотобумаге пикообразную кривую, причем кривая, соединяющая верхушки этих пиков, будет представлять зависимость изменений частоты генератора во времени.

Пред м ет изобретения, 1. Устройство для записи изменений частоты переменного тока с использованием биений, получаемых от взаимодействия колебаний исследуемого источника

-тока и колебаний вспомогательного генератора и усиливаемых помощью резонансного усилителя, отличающееся тем, что, с целью получения записи частоты в виде ряда отдельных отметок в различных точках поверхности барабана, соответству ощих моментам совпадения частоты биений с резонансной частотой усилителя, ось барабана связана с каким-либо приспособлением, периодически и плавно меняющим при каждом обороте частоту колебаний вспомогательного генератора, например, конденсатором переменной емкости.

2. Видоизменение устройства по и. 1, Отличающееся тем, что электромагни Фиг. Е

Ч иг.4

/О ный пишущий механизм заменен гальванометром осциллографа, питаемым от резонансного усилителя через электронное реле 6 и потенциометр lI, подвижЭксперт и редактор И. Л. Городинский

/ ной контакт которого непосредственно связан с вращающейся осью, на которой укреплено меняющее частоту вспомогательного генератора приспособление.

Тип. „11еч. Труд", Зак 2(40- 40С: