Файл: Специальные измерения в устройствах связи, автоматики и телемеханики..pdf

водимости

(?о и

ем кости С 0 м о ж н о

о п р е д ел и т ь

по г р а ф и к а м п о д о б н о

том у, к а к

это

бы ло и зл о ж ен о в

о п и сан и и

и зм е р и т е л ь н о г о м оста

М П С -150.

ВОПРОСЫ ДЛЯ

ПОВТОРЕНИЯ

измерения

производят

этим мостом?

•

7.

Каковы особенности

схемы

измерительного

моста МПП-300

и

какие

измерения

можно им производить?

ГЛАВА V III

И З М Е Р Е Н И Е Ч А С Т О Т Ы П Е Р Е М Е Н Н О Г О Т О К А

§ 47.

М ето д ы

и зм ер ен и я т о н а л ь н ы х

ч а с т о т

Д л я и зм ер ен и я

т о н а л ь н ы х

ч асто т,

за н и м а ю щ и х

д и а п а зо н

о т

100 гц до

15 кгц ,

ч асто и сп о л ь зу ю т м остовую

сх ем у

(р и с. 71),

у с л о ­

ви е р а в н о в ес и я к о т о р о й з а в и ­

си т о т

ч асто ты

п о д в е д е н н о га

к

ней п ер ем ен н о го

н а п р я ж е ­

н и я .

гх ^

Д в а

п л е ч а

м о ста

с о с т а в ­

л е н ы и з а к т и в н ы х с о п р о т и в ­

л е н и й R i

и

/?2. В д в а

д р у г и х

п л е ч а в к л ю ч е н ы р а в н ы е по-

в е л и ч и н е

ем к о сти С

и

п е р е ­

м ен н ы е а к т и в н ы е с о п р о т и в л е ­

н и я R . В од н о м и з п л еч э т и

элем ен ты

соед и н ен ы

п о с л е ­

д о в ател ьн о ,

а

в д р у го м

п а ­

р ал л е л ь н о . И н д и к а то р о м

р а в н о в е с и я с л у ж и т

тел еф о н

Т и л и

г а л ь ­

ван ом етр,

вк лю чен н ы й

ч ер ез

к у п р о к с н ы й

в ы п р я м и т е л ь .

М ож но-

и сп о л ьзо в ать т а к ж е

л ам п о вы й

в о л ь т м е т р .

К

сх ем е м оста

п о д во д ят н а п р я ж е н и е

с и зм ер я е м о й

ч асто то й

F x

(к р у г о в а я ч асто та

©*). И зв естн о , ч то п р и

р а в н о в ес и и

схем ы п р о и зв е ­

д ен и я

со п р о ти в л е н и й п р о ти в о п о л о ж н ы х

п леч

м оста

р а в н ы

м е ж д у

собой,

с л ед о в ател ьн о ,

R i

= R i

1

(ùx C ,

П р и р а в н и в а я

д ей стви тел ьн ы е

и мнимые

части

это го

у р а в н е ­

н и я , п о л у ч а ю т

# 2 =

2/?!

и

со* =

.

И з п о сл ед н его

р а в е н с тв а F

_ 1 _

В

схем е

м оста

вел и ч и ­

=

2тгR C

ну со п р о ти в л е н и я

/?2 у с та н а в л и в а ю т

р авн ой

2 R x. У к азан н ы е со ­

п р о ти в л ен и я и

величины

ем костей

С

б ерут

постоянны м и . П р и

эти х у с л о в и я х

ч ас то та F x, к а к

видно

из последнего р авен ств а,.

б уд ет за в и с е ть

т о л ь к о

о т

вели чины

соп ротивлений

R ,

ко то ры м »

б а л а н с и р у ю т

м ост. В ели чины

соп ротивлений

R

равн ы

м еж ду

со ­

бой

и

р е гу л и р у ю тс я одноврем енно

общ ей

ручкой .

Э то

д ает

во з­

м о ж н о сть

о т г р а д у и р о в а т ь

м ост

непосредственно

в

величинах,

и зм ер яем о й ч асто ты

F x .

В н асто ящ ее врем я

в

п р а к ти к е

и зм ерен и я

тон ал ьн ы х

ч асто т

ш и р о к о е

р асп р о стр ан ен и е

п р и о б р етает

м етод

за р я д а

и

разр яд а,

к о н д ен сато р а

(ри с.

72, а ).

К о н д ен сато р

С

при

пом ощ и

п ер екл ю ­

ч а т е л я

К

п од кл ю ч аю т

на

з а р я д

к

б атар ее

Е ,

а затем

на

р а зр я д

через

гал ь в а н о м ет р

Г

Е сли

кон д ен сато р

за р я ж а е т с я

и р а з р я ­

ж а е т с я

п ол н о стью

за

вр ем я

одного

п ереклю ч ен и я

п ер ек л ю ч ате ­

л я

К ,

то к о л и ч ество

э л ек тр и ч ес тв а ,

н акап л и ваем о е к о н д ен сато ­

ром

и

о тд аваем о е

им

гал ьван о м етр у ,

будет

q — С Е . Е сли пере­

к л ю ч ен и я

п р о и звод и ть с частотой

F v в

1 сек,

через

га л ь в а н о м ет р

п р ой д ет

то к

I

— q F x . П о д став и в

зн ачен и е

q =

С Е , м ож но

оп ре­

д ел и ть

ч ас то ту

F x

С л

ед о в ател ьн о ,

при

заданны х

зн ач ен и ях ем

кости С и н а п р я ­

ж е н и я

и сто ч н и к а

Е

то к через

гал ьв ан о м етр

п р о п о р ц и о н ал ен

'частоте

п ерекл ю ч ен и й

F x . З н а ч и т ,

ш к а л у

г а л ь в а н о м е т р а

м о ж н о

гр а д у и р о в а ть в г е р ц а х .

Р ассм отрен н ы й

м етод

и зм ер ен и й

ч астоты

п о л о ж ен

в о с н о в у

у с т ­

р о й ства

эл ек тр о н н о го с ч е тч и к а

(ри с. 72, б),

в к о то р о м

э л е к т р о н н а я

л а м п а

вы п о л н яет

р о л ь

п е р е к л ю ч а т е л я .

П р и

воздействии

н а

с е тк у л ам п ы

о т р и ц а т е л ь н о го

п о л у п е р и о д а

исследуем ого

п ерем енного

н а п р я ж е н и я

с

ч асто то й F x

л а м п а

з а ­

п и р ается . В

это

вр ем я

ко н д ен сато р

С

з а р я ж а е т с я

ч ер ез

с о п р о т и в ­

л ен и е R

и диод Д \

до н а п р я ж е н и я

Е

и с то ч н и к а

ан о д н о го

п и т а н и я .

З а т е м при возд ей стви и н а сетк у л ам п ы

п о л о ж и те л ь н о го

п о л у п е р и о д а

ш ерем енного

н а п р я ж е н и я

л а м п а

о тп и р а е тс я и

п р о и с х о д и т

р а з р я д

ко н д ен сато р а

С

ч ер ез

л а м п у ,

г а л ь ­

ваном етр

Г

и д етек то р

Д 2 .

У гол

о тк л о н е н и я

с т р е л к и

г а л ь ­

ван о м етра

Г

п р о п о р ц и о н а л е н

ч а ­

стоте

р а зр я д а

к о н д е н с а т о р а ,

с о о т ­

ветствую щ ей

ч асто те

F x п е р е м е н ­

ного

н а п р я ж е н и я ,

п о д вед ен н о го

к

с етк е

л ам п ы - П о это м у

г а л ь в а ­

ном етр Г

м о ж ет

бы ть

о т г р а д у и р о ­

ван

в ед и н и ц ах

и зм ер е н и я

ч асто ты

(гер ц ах и л и

к и л о г е р ц а х ).

Т о н а л ь н ы е

ч асто ты

т а к ж е

м о ж ­

но и зм ер я т ь

м е т о д о м

б и е ­

н и й .

Д л я

это го п р и м ен я ю т о б р а з ­

цовы й ге н е р ат о р

с

ч асто то й

F 0,

'которую

с о п о с та в л я ю т

с

исследуем ой

ч астотой

F х . Н а п р я ж е н и я о т

«образцового

и и ссл ед у ем о го

ге н е р ат о р о в

п од аю т о д н о вр ем ен н о в о б ­

щ у ю

цепь с вклю чен н ы м

в

н ее тел еф он ом (р и с.

7 3 ).П р и

этом

и зм е ­

н яю т частоту

F 0. К о гд а

р а зн о с т ь

м еж д у ч асто там и

F 0 и F x б у д ет н е ­

зн ачи тельн ой (п о р я д к а 5 — 10 гц ),

м еж д у эти м и

ч асто там и в о зн и к а ю т

б и ен и я,

л егк о о б н ар у ж и ваем ы е

н а

с л у х

п р и

п ом ощ и

т е л е ф о н а .

Е сл и ,

к

п р и м ер у,

ч асто та

F х =

9 00

гц, а ч ас т о та

F 0 —

870

гц , т о

в цепи с телеф оном б у д ет п р о я в л я т ь

сво е д е й ств и е

п ер ем ен н ы й

т о к ,

ч а с т о т а

кото р ого

р а в н а

900

гц,

а

и н тен си вн о сть

к о л е б а н и й

и зм е ­

н яется

с

частотой

би ений,

р а в н о й

р азн о сти

F x —

F 0 =

30 гц . П р и

этом

в

телеф он е

слы ш ен

«вою щ ий

тон» с

часто той

90 0

гц . Ч а с т о т а

«завы ваний»

р а в н а

ч асто те

б и ен и й

30

гц .

Е сл и

ч астота

о б р азц о в о го ге н е р а т о р а

F 0 точ н о

с о в п а д а е т

с

ч а с ­

т о т о й исследуем ого ге н е р ат о р а F х , то в тел еф он е б у д ет сл ы ш ен р о вн ы й

тон

с

частотой

900

гц .

А м п л и ту д ы н а п р я ж е н и й ге н е р ат о р о в п ри и зм ер е н и и по во з-

-м ож ности у с т а н а в л и в а ю т

равн ы м и

д р у г

д р у г у .

Д л я

п о вы ш ен и я то ч н о сти

и зм ер ен и й вм есто те л е ф о н а

п р и м ен я ю т

'гал ьван о м етр

м агн и т о э л е к т р и ч е с к о й

систем ы ,

в к л ю ч ен н ы й

ч ер е з

куп р оксн ы й

д е те к то р .

В ы со к и е

частоты д о во л ьн о

часто и зм еряю т

р е з о н а н с н ы м

м е т о д о м . Д л я

этой цели

п р и м ен яю т ко л еб ател ьн ы й

к о н ту р

LC

(рис. 74, а ), с

которы м

и н д у кти вн о

с в я за н а

(через

к а ту ш к у

L ')

цепь

и н д и к а то р а ,

с о сто ящ ая

и з

га л ьв а н о м етр а Г

и д етек то р а

Д .

П р и

и зм ерен и и

исследуем ы й

ген ер ато р

Г В Ч

и н д у кти вн о

с в я ­

зы ваю т с ко н ту р о м L -С частотом ера и, вр а щ а я р у ч к у к о н д ен сато р а С,

н а с тр а и в а ю т ч астотом ер

в р е зо н а н с е ген ер ато р ом по м ак си м ал ьн о м у

о тк л о н ен и ю

стр е л к и

и н д и к ато р а . Во врем я резон ан са

и н д у кти в н о е

и

ем костн ое

со п р о ти в л ен и я

к о н т у р а

р авн ы

м еж ду

собой

(ûL =

1

соС

И з э т о го вы р а ж е н и я м ож но

о п р е д е л и т ь ч ас т о ту , на к о ­

то р у ю н а с т р о е н к о н т у р ,

ï K=

—

L =

2 л

L C

П р и

известн ой

вели чине

и н д у к ти в н о с ти к а т у ш к и L и

ем к о ст и к о н д ен сато р а

С

л е г ­

к о

в ы ч и сл и ть

часто ту

Д .

О б ы чн о

в

р езо н ан сн ы х

ч а ­

с то то м е р а х

ш к а л а

п ерем ен ­

н о го к о н д е н с ат о р а С г р а д у ­

и р о в а н а

в е д и н и ц ах

частоты

(к и л о г е р ц а х

и ли м егагер ц ах )

п ри

о п р ед ел ен н о й

за д ан н о й

вел и ч и н е и н д укти вн ости

к ату ш к и

L

и ли ж е д л я о п р ед ел ен и я ч асто ­

ты

и сп о л ьзу ю т

граду и ро воч н ы е таб ли ц ы .

Б о л е е

ш и р о к о е

р а сп р о стр ан ен и е

д л я и зм ерен и я

вы со ки х

ч ас ­

то т п о л у ч и л

м е т о д

с р а в н е н и я

п р и

п о м о щ и

н у л е в ы х

б и е н и й

( г е т е р о д и н н ы й

м е т о д ) . П р и

и зм ер ен и и

эти м

м етодом

и сп о л ьзу ю т

об разц овы й

ген ер ато р

вы со­

кой частоты Г В Ч -2 (рис. 74, б), ч асто ту которого fQ м ож но

и зм ен ять

в п ро ц ессе

и зм ер ен и й . Г ен ер ато р

св язы ваю т

с

детекторн ой цепью ,

состоящ ей

из

д етек то р а

Д

(нелинейны й элем ент)

и

и н д и като р а —

телеф он а

Т ,

за б л о к и р о в а н н о го

кон д ен сато ром

С. С этой

ж е цепью

св я зы в а ю т

ген ер ато р

вы сокой

частоты

Г В Ч -1 ,

частота

которого

fx

н еи звестн а .

В

р е з у л ь т а т е д е те к ти р о в а н и я

ко л еб ан и й ,

наведенны х

в д е т е к ­

то р н о й цепи

с

ч асто там и

'fx

и

/ 0,

в о зн и к ае т

р я д

га р м о н и к и

к о м ­

б и н ац и о н н ы х

ч асто т,

среди

ко то ры х

п о я в л я е т с я

р а зн о с т н а я

ч а ­

сто та

fx — Д>.

Е сл и

ч астоты

f K и

/ 0

м ал о

о тл и ч аю тся

д р у г

о т