Módszerek frekvencia mérés
Oktatási Minisztérium
Cheboksary Branch (Institute) a Moszkvai Állami Open University
A fegyelem „Mérésügyi és szabványosítás”
Című „mérésének módszerei frekvencia”
A rezgési frekvencia számának teljes rezgések időegység:
t-, ahol az élettartama a N oszcillációk.
f frekvencia = 1 / T a harmonikus rezgések. ahol T - rezgési periódus.
Az egység a frekvencia hertz úgy definiáljuk, mint egy oszcillációs másodpercenként. A frekvencia és idő elválaszthatatlanul kapcsolódik, ezért a mérés az egyik vagy másik mennyiség diktált etsya kényelmét a kísérlet és a szükséges mérési pontosságot. A Nemzetközi Mértékegységrendszer SI ideje egyike a hét alapvető fizikai mennyiségek. A frekvencia az elektromágneses hullámok társított rezgési periódus T és egységes síkhullám hossza a szabad-l-dimenziós térben a következő összefüggések: Ft = 1 és F L = s, ahol c a fény sebessége egyenlő 299 792,5 ± 0,3 km / s.
A spektrum a frekvenciák közötti elektromágneses hullámok, használatának működtetett a radio-, nyúlik ki egy töredéke egy hertz, hogy több ezer gigahertz. Ez a spektrum először szétválasztjuk két tartományra - az alacsony és a magas frekvenciák. Alacsony frekvenciák hang- és nfra (20 Hz alatti), hang (20- 20.000 Hz) és az ultrahang (20-200 kHz). Vysokochas frekvenciasávonkénti, viszont, osztva egy nagyfrekvenciás (20 kHz - 30 MHz), ultravysokne (30 - 300 MHz) és ultramagas (300 MHz fölött). A felső határ az ultra-magas frekvenciájú folyamatosan növekedett, és jelenleg elérte a 80 GHz-es (kivéve az optikai sáv). Ezt az elválasztást magyarázható különböző módon megszerzésének betétek elektromos rezgések, és a különbség a fizikai tulajdonságok, és a terjedési jellemzői a távolsági versenyeken. Azonban, egyértelmű határ között az egyes részvételét a kami a spektrum nem lehet, így ez a felosztás önkényes.
MÓDSZER PEREZARYADD CONDENSER
Szomszédosak kondenzátor, amelynek C kapacitás nick-forrás feszültséget U. A kondenzátor feltöltődik, és ez Nako-pitsya villamos mennyiség Q = CU. Ha a kondenzátor kapcsolót magnetoelektronikus aktuális mérő, majd folyt keresztül a villamos energia mennyisége q, ami egy mutatót alakváltozás. Ha a kondenzátor bekapcsol, csatlakozik egy feszültségforrás a töltéshez és mérhető-Tieliu jelenlegi mentesítési kapcsolási frekvencia f másodpercenként, a villamosenergia-mennyiség áthaladó árammérő kisütés során lesz f-szor több:: FQ = fan-coil = I, ahol azt az átlagos értéke a kisülési áram. Ebből következik, hogy a jelenlegi egy áramkörben egyenesen arányos a frekvencia újbóli megkötése és állandó munka CU skálán az árammérő lehet kalibrálni egység jelentése:
Ábra. 1. Blokkséma kondenzátor
A blokk diagramja a frekvencia kondenzátor, Koto-e használni ezt a módszert (ábra. 11) tartalmaz egy erősítőt és határoló RO Töltés bites LRU magnetoelektromos eszköz jelző. Ezen kívül van Tc generátor kalibrálásához a frekvencia egy állandó frekvencián. A frekvencia bemenet fogadja a mért feszültség frekvenciáját. A határoló erősítő vesz formájában kanyarog. Meander tanácsok szeretné beállítani a töltés-kisütés eszköz, melynek rendszer ábrán látható. 2.
Ábra. 2. rendszer számiáiókészülék Kondo Sathorn Frequency
A tranzisztor T működteti a kulcsfontosságú módban, amikor vége van-fedett, egy ii3 C kondenzátort keresztül feltöltődik R ellenálláson, és amikor a tranzisztor nyitva van, ugyanez a kondenzátor-kisülési zhaetsya keresztül a tranzisztor. A töltőáram folyik keresztül a magneto-milliammeter, kalibrált egységekben frekvencia. Kondenzátorok C kapcsoló: a minimális és a maximális kapacitása határozza meg a tartományban mért gyakorisága és száma kondenzátorok - száma alsávok.
feszültség értéke van, amelyhez töltő kondenzátor-Sator adott részsáv útján, attól függően, hogy a mért értékek a frekvencia és a kapacitás megváltozik, és a frekvencia kalibrációs a skála van törve. Készülék neniya ennek a jelenségnek a töltés-kisütés-töltés előírt készülék feszültség stabilizálódásához, amely által végrehajtott Zener dióda Dz; pitaniyatakzhe feszültség stabilizált egy D1 Zener-dióda és a mért D2 alsó határ frekvencia 10 Hz;
alacsonyabb frekvenciákon mozgó rész magnitoelektri-ügynökség mutató elvégzi a mechanikai rezgéseket-CIÓ időben a mért frekvencia. A felső határ függ a időállandója töltőkör, határozza meg nem csak az ellenállást a R ellenálláson és a minimális tömören Stu C kondenzátor, de a rögzítő-Ing elemek kondenzátorok töltési-kisütési egység, és nem haladja meg az 1 MHz-es. Mérési pontossága attól függ, pontossági osztályú milliammeter instabilitás maradék kondenzátor töltési feszültsége, és 1-2%.
áramkört. Ezt a módszert alkalmazzák a magas és ultra-magas frekvenciatartományban. Blokkvázlata annak végrehajtását ábrán látható. 3. A mért frekvencia feszültségforrás keresztül FXS elem-ment a kommunikáció ESP CPD-nyaetsya precíz, mert az infravörös mérési kör, amely hangolt rezonancia frekvencia fx nyomaték által rögzített maximális rezonancia Kazan indikátor kapcsolódik az áramköri keresztül a második tengelykapcsoló elem . Miatt gyakoriságának mérése által meghatározott skála van a mikrométeres kiigazító mechanizmust nagyszámú referenciapontok. Contour és megjeleníti a konstruktív unió Nena egy eszköz az úgynevezett rezonáns frekvencia mérő. Ha a mérleg végzett beállító mechanizmussal hullámhosszon, egy ilyen eszköz az úgynevezett rezonancia volnome rum.
Reakcióvázlat rezonancia frekvencia számláló (ábra. 4) feltárja a forrásai mérési hiba. kalibrációs hiba minősége határozza meg beállító mechanizmust;
ez lehet csökkenteni előre kalibrációs a frekvencia skála segítségével modellt lépéseket. Nest-ség jelentése mérő áramkör után történik-Corollárium változtatni annak geometriai méretei hatása alatt a környezeti hőmérséklet-változás; kiszámítható az alábbi képlet:
ahol Df - eltérés a rezonancia frekvencia hatása alatt a hőmérséklet-változás a DT. K; egy - line-ráta kontúr-hőtágulási együtthatója az anyag; k - konstruktív tényező. Instabilitás beállítás con-túra is megjelenik mérhető nenii-beiktatási reaktív ellenállása részéről fx és LED forrás. Aktív make-mye csökkentik ellenállás ext-rotnost áramkört.
5. ábra rezonancia görbe a rezgőkör
Csökkentése hatására indukált ellenállás érhető gyengülése miatt a forrás és fx mutató.
A pontatlanság rögzítését rezonancia Q az áramkör határozza meg a betöltött Q mérő-láb áramkör és felbontású kijelző képesség. A következő egyenletből a rezonancia görbe (. Ábra 5) lehetnek luchit képletet a relatív hibája rezonancia zár üzemzavar:
ahol U0 - jelző készüléknek rezonancia; Up - jelzés egy elhangolódásával mérési áramkörből
A mérő áramkör függvényében a rezonáns frekvencia mérő-nek a frekvenciatartományt, amelyre azt szánták, végezzük koncentrált vagy elosztott paraméterek. Rezonancia frekvencia koncentrált most teljesen meghajtott Dig rovymi frekvencia számláló, és egy osztott paraméterű széles körben használják a mikrohullámú tartományban.
Rezonáns frekvencia jellemezve frekvencia mérési tartományban, a pontosság és az érzékenység, azaz a minimális által elnyelt teljesítmény mért frekvencia szükséges forrás megbízható mérési a mutató rezonancia.
Rezonancia frekvencia elosztott paraméterek, rami. A rezgőkör frekvencia működnek sem formájában a koaxiális tápvonal, vagy a formában a üregrezonátor. Beállítása a koaxiális vonal módosításával a hossza, üreg - a változás a hangerőt.
Frekvencia elosztott paraméterű-vayut kommunikációt forrásai a mért frekvencia révén tölcsérantennával vagy ostorral keresztül vagy összekötő elemek formájában
Ábra. 6. A negyed rezonáns frekvencia
Ábra. 7. A rezonáns gyakran magasságmérő
egy töltött vonal
körök; szondák, hornyok és kör alakú lyukak. A bemeneti frekvencia gyakran tartalmaznak egy változó csillapítás csillapító állítsa be a bemeneti teljesítmény. Néha a iránycsatolóknak.
Koaxiális frekvenciamérők működnek alapvetően két típusa van: a negyed terhelt vonalon.
Negyed hullám rezonanciafrekvencia egy koaxiális vonalszakasz nyitott (6.). Beállítása révén azt a mikrométeres mechanizmus beosztott skálával hosszegységekben I. A rezonancia lép fel I. vonalat, az egyenlő-Term páratlan számú negyed hullámhosszú.
A mintákat L1 és L2 megfelelnek az l / 4 és 3L / 4, így idejüket-ség felével egyenlő a hullámhossz. Az általános esetben
Negyed-frekvencia méter használják gyakran perces 600 MHz-től 10 GHz. Eltérés a tartományban 10 -3 -5 * 10 -4.
A rezonanciafrekvencia egy töltött-line Otley eltér a negyed, hogy a nyílt hurkú koaksil ügyi-terhelt vonalat C kapacitás, végszakaszai által képzett, a belső és külső vezetőiként (ábra. 7). A válaszok a betöltött sor akkor, amikor a feltétel
ahol D - belső átmérője a külső vezető; d- külső átmérője a belső vezető: # 961; - a jellemző impedancia a sor.
Amikor beállítja a frekvenciáját az egyidejűleg mérhető nyayutsya és a vonal hossza l. és a kapacitív C. átfedik egymást Com-pared negyed-hullám frekvenciájának számláló nőtt 2-3 alkalommal. Két frekvenciaszámláló egy betöltött-line újra kryvaetsya frekvenciatartomány 150 MHz és 1500 MHz. A mért frekvencia segítségével határozzuk meg a kalibrációs táblázatok vagy grafikonok. mérési hiba 5-10
A rezonanciafrekvencia a rezonáns üreg -ZK-on a mozgatható dugattyú (dugattyú). A gerjesztett állóhullámok üregben rezonátor a különböző típusú. Ez attól függ, a beadás módjától, a gerjesztési elektromágneses mező. Amikor a gerjesztő-SRI hengeres rezonátor egy nyíláson keresztül a közepén a végfal (ábra. 8a), amelynek oszcillációs típusú H111. Tól elektrodinamikai ismert, hogy egy megfelelő hullámhosszú, az üreg kapcsolódik az átmérője és magassága, és azt az alábbi összefüggést:
Gerjesztés hatására a üregrezonátor egy nyíláson keresztül az oldalfalán oszcilláció áll elő típusú H011 (ábra. 8b). Field a hullámok hiánya jellemzi vezetési áramok vége közötti falak és a hengeres üreg, amely lehetővé teszi, hogy alkalmazni démon-pólusú kell igazítani. Behatolás a külső tér az energia elnyelődik a dugattyú által biztosított
Ábra. 8-8. Diagramok frekvencia az üregrezonátor
erre a célra bevont, a bal oldalon (ábra. 8b) a dugattyú felületén. A függőség-sósav megfelelő hullámhosszú típusa # 955; 011 a üreg méretét-által meghatározott expressziós
Ha ez a üreg is fel l = d, majd # 955; 011 »0,76d.
A skála beállítása gyakorisága ömlesztett rezonátor-készlet van kalibrálva egy mérési megfelelő frekvenciájának. Következésképpen vezetőinek kalibrálás egy hibaforrás a hiba a frekvencia beállítása oszcillátor skála. Annak érdekében, hogy ne súlyosbíthatja a mérési hiba pontatlanság beállítások rezonancia jósági tényezője az üregrezonátor beállítjuk a nagyon magas értéket. Ez úgy érhető el polírozás, és arannyal bevont belső felülete az üreg; ahol a minőségi tényező eléri a 10 000-30 000. Mégis tévesen-ség a 10 - 3 * 10 -4. A hátrányok gyakorisága üregrezonátor tárgya kis átfedés, ami szükségessé teszi, hogy nagy részük mérésére a kívánt frekvenciasávot.
Frekvencia elosztott paraméterű STR-soba befogadás szét a mért áramkör kommunikáló és nedvszívó. A bérlet frekvencia van látva két csatlakozó elem - egy bemenettel elektromágnessel NYM mezőt és egy kimenete összeköttetésben egy indikátor. beállításával nyomaték által meghatározott maximális válasz, amíg zaniyu-indikátor (ábra. 9a). A túlfeszültség-frekvencia van egy tengelykapcsoló elem - a bemeneti, és
Ábra. 8-9. A bejárat (a) és egy abszorbens (b) gyakran, Tomer
indikátor tartalmazza az átviteli vonal (ábra. 8-9, B). Míg gyakorisága nem hangolt rezonancia, indikátor leolvasott maximalizált;
beállításakor néhány energia elnyelődik a rezonátor és a leolvasás csökken.
Összehasonlítása Eljárás frekvencia mérés kapott Shiro néhány eloszlása, mert az egyszerűsége, a alkalmazhatósági gyakorlatilag bármilyen frekvencia tartományban és viszonylag nagy pontossága a mérési eredményt. Mért frekvencia határozza meg az egyenlet vagy fold-ness példakénti frekvencia. Következésképpen mérni a frekvencia fx. képest, szükséges, hogy egy forrás példakénti frekvencia fobr egyenlőség jelző vagy fold-Ness fx. és fobr. A forrás modell használt frekvencia példaként frekvencia lépéseket, úgynevezett frekvenciaetalonok instabilitás Yu-9 -10
gyakoriságkorláttal szintetizátorok és egyéb generátorok, berendezések kalibrációs frekvencia hiba a mérési jel generátorok egy nagyságrenddel és a frekvencia instabilitása 30 perc - 3 nagyságrenddel kisebb, mint a kalibrált generátor.
Egyenlőség mutató sok vagy frekvencia lehet egy oszcilloszkóp, vagy nemlineáris frekvencia átalakító;
Ábra. 10. meghatározása a frekvencia multiplicitás