Способ измерения частоты электрических колебаний Советский патент 1955 года по МПК G01R23/08 

Точное измерение частоты резонансным методом, сильно затрудняется расплывчатостью резонанса: при вращении регулятора настройки на некоторый угол в ту и другую сторону около положения резонанса показания иНхТ,икатора резонанса остаются почти неизменными. Для повышения точности отсчета положения резонанса желательно использовать не плоскую вершину кривой резонанса, а ее крутые склоны.

Согласно настоящему изобретению для этой цели емкость или индуктивность резонансного контура (или системы, если применяется, например, реактивная ламна) периодически меняется с низкой частотой f ., поря/т,ка -40-1000 гц или выше, благодаря этому высокочастотное напряжение на выходе контура оказывается промодулированным этой низкой частотой/,,,, и после детектирования получается переменное напряжение частоты f „. Если это напряжение подать на фазовый выпрямитель, опорное напряжение которого получается от того же источника, что и модулирующая частота, то момент точного резонанса будет отмечаться уменьшением выходного напряжения фазового выпрямителя до нуля.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа измерения частоты электрических колебаний; на фиг. 2 и 3 представлены кривые, поясняющие этот способ.

На фиг. 1 обозначено: / - резонансная система; 2 - модулятор; 3 - детектор; 4 - фазовый выпрямитель; 5 - выходной индикатор, Ui - измеряемое напряжение; U- - напряжение на входе фазового выГ1)ямителя и (7з - напряжение на его выходе.

На фиг. 2 изображена резонансная характернстика системы, причем но оси абсцисс отложена частота, по оси ординат - величина высокочастотного напряжения. Для ясности кривая колебаний модулированной измеряемой частоты показана перемещающейся вдоль оси абсцисс, а резонансная кривая - неподвижной, тогда как фактически именно резонансная кривая смещается влево и вправо с модулирующей частотой. Буквами а, б, в обозначены кривые изменения с частотой f „ трех значений частоты контура /,, /„- ./, буквами а 6 в - соответствующие изменения напряжения f/2 на выходе контура после детектирования.

Как видно из фиг. 2, при постепенном увеличении собственной частоты контура (кривая а - до резонанса, кривая б - в момент резонанса и кривая в - после резонанса) на выходе контура или на входе фазового выпрямителя появляется напряжение с частотой модуляции (кривая а ), которое сначала медленно увеличивается, а затем быстро уменьшается и становится равным нулю (кривая б , когда средняя частота (около которой происходит модуляция) становится равной измеряемой. При переходе за резонанс напряжение на входе фазового вынрямнтеля меняет фазу на 180 (кривая в ), снова быстро возрастает до максимума и затем постепенно исчезает.

Равенство нулю переменного напряжения частоты модуляции в промежутке между двумя максимумами соответствует точной настройке на измеряемую частоту. Как видно из фиг. 2, в этот момент на выходе контура появляется максимальная амнлитуда здвоенной частоты, но она не дает никакого эффекта на выходе фазового выпрямителя.

На фиг. 3 показано изменение напряжения t/3 на выходе фазового выпрямителя при изменении настройки .резонансного контура. По оси ординат отложены значения напряжения, по оси абсцисс - частоты контура.

Так как при этом работа происходит на крутых склонах резонансной кривой, положение резонанса может быть определено с высокой точностью. Модуляция может быть как синусоидальной, так и прямоугольной или другой симметричной формы. Она может производиться механическим способом (в том числе и с помощьювибропреобразователя),

электрическим и магнитным (в том числе с помощью нелинейных индуктивностей и емкостей). Амплитуда моду«1ир} ющего напряжения должна быть порядка 0,,40 щирины резонансной кривой и не является критической.

Предлагаемый способ дает возможность осуществить автоматическую настройку на измеряемую частоту, если, например, вместо фазового выпрямителя присоединить через соответствующий усилитель двухфазный двигатель с рабочей частотой, равной частоте модуляции, вторая обмотка которого питается модулирзющим напряжением.

Предмет изобретения

Способ измерения частоты электрических колебаний при помощи электрической резонансной системы, снабженной регулятором настройки, и индикатора резонанса (совпадения измеряемой частоты с собственной частотой резонансной системы), отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, собственную частоту резонансной системы периодически изменяют (модулируют) с низкой частотой, мод лированное напряжение на выходе резонансной системы детектируют, монотонно изменяют посредством регулятора настройки собственную частоту резонансной системы и момент резонанса определяют по уменьщению до нуля, полученного после детектирования неременного напряжения МОДУЛЯЦИОННОЙ частоты.

%3

ui/in/

$1

a