Вибрационный частотомер Советский патент 1957 года по МПК G01R9/04 

Освещение вибрационного частотомера световыми вспышками, частота повторения которых совпадает с частотой измеряемых электрических колебаний, позволяет путем стробоскопического наблюдения фазы колебаний язычка вибратора повысить точность измерения частоты электрических колебаний. Наблюдаемое в условиях прерывистого освещения отклонение язычка вибратора от нейтрального положения служит при этом в области резонанса мерой измерения частоты электрических колебаний. Для работы такого частотомера чрезвычайно существенно, чтобы момент возникновения световых вспыщек точно совпадал с максимальным значением протекающего через обмотку частотомера переменного тока, так как в противном случае соответствие наблюдаемой фазы колебаний язычка вибратора и частоты электрических колебаний перестает быть однозначным.

Применяемое обычно освещение частотомера неоновой лампой тлеющего разряда, включенной параллельно добавочному сопротивлению частотомера, т. е. последовательно с обмоткой вибратора, удовлетворяет указанному требованию лищь приблизительно. Существенными недостатками такого частотомера являются также необходимость колебаний больщой амплитуды и мощности для его возбуждения и зависимость его показаний от амплитуды и формы измеряемых колебаний и потенциала зажигания неоновой лампы. К тому же длительность свечения неоновой лампы при горении на синусоидальном напряжении, вследствие значительного различия ее потенциалов зажигания и гащения весьма велика и не позволяет поэтому точно определить фазу колебаний язычка вибратора. Освещенностьу, создаваемая такой лампой, столь мала, что затрудняет работу с приборомДля устранения указанных недостатков предлагается включить последовательно соединенные импульсный источник света и обмотку электромагнитного вибратора в разрядный контур конденсатора, разряжающегося через них с частотой измеряемых колебаний. При таком включе№ 107889

НИИ измеряемые колебания превращаются в мощные импульсы тока, длительность которых на несколько порядков меньше периода измеряемых колебаний; поэтому они создают вспыщку света и силу, вызывающ ю колебания язычка вибратора, одновременно, без какого-либо сдвига по фазеНа фиг. 1 и 2 показаны два варианта принципиальной схемы предлагаемого частотомера. Конденсатор С (фиг. 1) заряжается от источника постоянного напряжения через зарядное сопротивление К до напряжения, .достаточного для срабатывания импульсного источника света лампы Л при подаче на его зажигающий электрод управляющего сигнала. В качестве управляющего сигнала используются измеряемые кoJJeбaния, подаваемые либо непосредственно на зажигающий электрод, либо, если мощность или амплитуда этих колебаний малы, поступающие на него после усиления. В момент прихода управляющих сигналов конденсатор С разряжается через обмотку вибраторов В и лампу Л, вследствие чего одновременно возникают кратковременная световая вспышка и сила, действущая на язычок вибратора. Так как время разряда конденсатора на несколько порядков меньще периода собственных колебаний язычка Я вибратора, то дополнительный сдвиг фаз между световой вспышкой и силой, вынуждающей колебания язычка вибратора, практически отсутствует. Очевидно, что показания такого частотомера, .-отсчитываемые по положению кажущегося неподвижным язычка вибратора на шкале Ш, наблюдаемого в свете лампы Л, не зависят ни от потенциала зажигания импульсной лампы, ни от формы и амплитуды измеряемых колебаний-Высокая освещенность щкалы прибора и точность отсчета легко обеспепиваются вследствие большой интенсивности современных импульсных источников света и малой длительности их световой вспышки. Для удобства пользования прибором кажущийся неподви-жныйгязььчок вибратора может наблюдаться с помощью несложной оптической системы.

Для расширения диапазона измерений прибора электромагнит вибратора может возбуждать несколько язычков, собственная частота колорых различна.

Чтобы устранить зависимость показаний прибора от напряжения вспомогательного источника питания, заряжающего конденсатор С, сердечник вибратора рассчитывается на работу в режиме насыщения. Таким образом, сила, сообщающая колебания язычку вибратора, оказывается практически не зависящей от напряжения на конденсаторе С, и отпадает необходимость в стабилизации напряжения вспомогательного источника питания.

Для измерения частоты промышленных сетей может быть использована схема, не требующая вспомогательного источника питания (фиг. 2). Зажимы прибора подключаются к измеряемой сети переменного тока напряжением 127-220 е- В положительный полупериод конденсатор С заряжается через сопротивление R и выпрямитель Д (например германиевый диод). В следующий полупериод, когда выпрямитель не пропускает тока, все напряжение ложится .на промежуток сетка-катод импульсной лампы Л, в качестве которой удобно использовать двухсеточный ионный прибор типа «строботрон. При этом через лампу и обмотку электромагнитного вибратора В мгновенно разряжается конденсатор С. В момент конденсатора лампа Л создает кратковременную вспышку света, и одновременно появляется сила, действующая на язычок Я вибратора.

Этот процесс периодически повторяется с частотой измеряемой сети,, отсчитываемой по положению кажущегося неподвижным язычка Я на -шкале Ш.

Вибрационный частотомер с электромагнитным вибратором, колеблющийся язычок которого освещается импульсным источником света, включенным последовательно с обмоткой указанного вибратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, обмотка вибратора и источник света включены в разрядный контур конденсатора, разряжающегося через них с частотой измеряемых колебаний.

Предмет изобретения