Электронный частотомер
Патент 63310
Авторы
Классы МПК
Электронный частотомер
Иллюстрации
Реферат
СССР
1<,1эсс 21е, 8,„ № б3310
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при СНК СССР
П, П. Веселов
Электронный частотомер
1 ива=
Заявлено 27 и <>ля 1942 года в Наркомзаенрэсг. íпнй за Хе 23 (316922)
Опубликовано 31 Марта 1941 года.асср= С . т f (1)
В качестве реле, производящего разряд и заряд конденсатора С1 (фиг. 1) синхронно с частотой измеряемого тока, применяется электПри испытании вибраций лопаток паровых турбин электрическим методом основн1ьгм прибором является электронный частотомер с широким диапазоном измерения частоты переменного тока, от точности которого зав|исит точность изгмере) сия собственной частоты колебания лопаток.
Существующие электронные частотогмеры дают небольшую точность измерения; погрешность их около: — 2 га от номинального значения предела измерения.
Применяемые схемы электронного частотомера работают на принципе измерения среднего значения тока заряда конденсатора, периодически варйжаемого и,разряжаемого в течение каждого периода тока измеряемой частоты.
При этом величина тока прямо пропорциональна величине емкости конденсатора, приложеннотру к конденсатору напряжению, и частоте зарядов в секунду, т. е. частоте измеряемого тока: ронная лампа Л, включенная параллельно конденсатору С1; последний вкгпочен через сопротивление
К1 к источнику постоянного тока (кенотронному выпрямителю).
При я1одаче пе,;еменного напряжения на сетку лампы .Ъ последняя запирается (внутреннее сопротивление близко к бесконечности) прп минусе на сетк и происходит заряд конденсатора через сопротивление К до напряжения выпрямителя; при плюсе на сетку лампа отпирается и ее внутреннее сопротивление снижается до нескольких сотен омов — происходит разряд конденсатора через лампу Л до напряжеяаия, равного I R; (la— анодный ток лампы, R; — внутреннее сопротивление лампы). Поэтому для независимости тока заряда при увеличении амплитуды — L „. выше определенного значения лампе Л1 придают характеристику 1., =—
= t(U,.= const при Г» ) ) О введе ием в цепь сетки л;.мпы большего безреактивного сопротивления, Для разделения токов заряда и разряда конденсатора применяется вентпльная лампа — двойной диод JI„ .. В цепь диода, пропускающего ток заряда конденсатора, включается магнито-электрический xlnX 63310 кроажперметр, градуированный в значениях частоты измеряемого тока. В цепь второго диода включается ограничивающее ток разряда конденсатора сопротивление Н.-.
Как видно из формулы (1), для правильности показаний такого частотомера необходимо поддерживать постоянство емкости конденсатора н напряжения источника питания.
Первое условие легко выполнимо применением прецизионного конденсатора. Для выполнения второго условия — постоянства напряжения нсточника питания (выпряьчителя) применяют стабилизаторы напряжения (например, феррорезонансного типа) и окончательную установку папряженпя производят реостатом
Кз,по вольтметру Ъ .
Зто увеличивает погрешность измерения, так как отс: т производится по двум,прибораы, погрешности которых складываются и делает прибор неудобным в обращении, так как перед каждым замером частоты необходимо проверить величину напряжения питания.
Кроме того ферро-резонансньш стабилизатор дает большую за висимость выходного напряжения от
taãToòû входного напряжения (сети), что не дает возможности работать с частотомером нри резких колебаниях частоты в сети.
Совокупность недостатков данной схемы не позволяет сделать электронный частотомер с погрешностью измерения (2%.
Предметом настоящего изобретения является электронный частогомер повышвьзной точности и не требу|ощий стабилизатора напряжения. Для этого в качестве указателя применен (вместо миллиамперметра) логометр с логарифмической шкалой, одна из обмоток которого вк;ночена в цепь конденсатора и диода, а другая — параллельно выпрямите.по.
Сущность изобретения поясняется фиг. 2 чертежа.
Как указано, в предлагаемом частотомере применен магнито-электрический логометр, одна из рамок которого Р> включена в цепь тока заряда конденсатора Сь а другая рамка. Р, через добавочное сопротивление Я: вкзночена параллельно источнику питания схемы (выпрямителю).
Как известно показания логометра пропорциональны отношению токов в рамках, а не абсолютной их величине; поэтому изменения напряжения источника питания схемы частотомера на показаниях прибора не отразятся, так как величина напряжения источника питания на отношение токов в рамках Р1 и P не влияет: для Р> имеем 1,- = Г . С, .
U для P имеем l= — —, и тогда
1 з — — =С,.Лз f ...(2)
Величины С> и Кз являются постоянными, поэтому показания электронного частотомера с логометрической измерительной системой будут прогюрциональны измеряемой частоте 1 независимо от величины цапряже источника питания
Такая система исключает необходимость стабилизации и контроля напряжения питания, что упрощает схему и повышает точность измерения, так .как отсчет производится по одному прибору.
При выполнении логометра с Io гарифмической шкалой погрешность отсчета и измерения будет одинаковой по всей шкале, т. е. зависимой от измеряемой величины, а не от номинального значения; кроме того, имеется возможность сделать несколько пределов измерения, дополняющих один другого, например:
1) 20 — 100 Hz; II) 100 — 500 Hz, III) 500 — 2500 Hz и т. д., что равпосильно удлинению шкалы.
Внешние магнитные поля и старение магнита логометра практически почти не влияют на показания лог ометра, что также повышает точечность частотомера.
Все это позволяет, по утверхкдению изобретателя, значительно снизить погрешность частотомера и получить ее не более 0,5% от измеряемой величины.
X 63310
Предмет изобретения
Электронный частотомер с лампозым реле для автоматического заряда и разряда конденсатора в це:ш указателя с частотой контролируемого напряжения, с двойным и|одом для разделения цепей заряда н с выпрямителем для питания копденсатора о т л и ч а ю щ и йс я тем. что, с целью повышения точности измерения и отсчета и устранения стабилизатора питающего выпрямитель напряжения, в качестве указателя применен логометр с логарифмической шкалой, одна из сбмоток которого включена в цепь конденсатора и,дио <а, а другая— параллельно выпрямителю.