9zip.ru Инструкции Измерение частоты индикатором резонанса

Термоэлектрический миллиамперметр обладает малым сопротивлением, и потому его можно включать даже непосредственно в контур частотомера, не опасаясь резкого притупления резонансной кривой.

Используемый в качестве индикатора кристаллический детектор с магнитоэлектрическим миллиамперметром можно присоединять также через элемент ёмкостной или автотрансформаторной связи. В случае измерения модулированных колебаний гальванометр можно заменить телефоном или осциллографом. Вместо же кристаллического детектора можно использовать ламповый детектор, т.е. вольтметр, желательно с квадратичной характеристикой.

В области дециметровых и сантиметровых волн в качестве индикатора резонанса можно применить болометр или термистор, помещаемый в электромагнитное поле колебательной системы частотомера и соединяемый с мостом постоянного тока. Однако применение в качестве индикатора кристаллического детектора и гальванометра гораздо проще и удобнее.

Метод реакции. Генератор с самовозбуждением, анодный контур которого индуктивно связан с частотомером, не имеющим индикатора. Контур волномера вносит в контур генератора активное и реактивное сопротивления. При этом, если частотомер настроен в резонанс с генератором, то вносимое активное сопротивление максимально, а вносимое реактивное сопротивление равно нулю. Это означает, что при настройке в резонанс частотомер поглощает из контура генератора максимальную мощность и не оказывает влияния на частоту колебаний, возбуждаемых генератором На этом основании можно производить настройку частотомера в резонанс с частотой генератора, пользуясь показаниями приборов, включённых в цепях генератора.

При приближении настройки частотомера к резонансной ток в контуре генератора начинает спадать и достигает минимума при настройке частотомера в резонанс с генератором, когда имеет место максимальное отсасывание мощности.

В соответствии с изменениями тока изменяется и напряжение, наводимое этим током в сеточной катушке, а следовательно, и постоянная составляющая тока сетки, возникающая вследствие выпрямления в цепи сетки приложенного к ней переменного напряжения. При настройке частотомера в резонанс с генератором сеточный ток будет минимальным. Показания же магнитоэлектрического миллиамперметра, измеряющего постоянную составляющую анодного тока, будут проходить через максимум вследствие того, что ток проходит через минимум. Сумма же этих токов неизменна и равна току эмиссии катода лампы.
Связь частотомера с генератором должна быть слабой. В противном случае будет оказывать влияние явления затягивания.

Описанные способы измерения частоты представляют собой варианты так называемой реактивной схемы включения резонансного частотомера, характеризующейся тем, что колебательная система частотомера имеет только одну связь — с генератором (или с нагрузкой).

Пример реактивной схемы включения частотомера применительно к диапазону дециметровых и сантиметровых волн. Связь между колебательной системой частотомера и линией передачи энергии выбирается так, чтобы ненастроенный волномер не оказывал заметного влияния на передачу мощности по линии. При настройке же в резонанс частотомер поглощает заметную часть мощности, что отмечается по спаданию показаний индикатора, связанного с генератором (или с нагрузкой).
Разновидностью реактивной схемы включения частотомера является следующая: при расстроенном резонаторе прибор на выходе детектора даёт максимальное показание. При настройке же в резонанс частотомер отсасывает часть мощности, распространяющейся в детекторной линии; вследствие этого ток в детекторном приборе падает до минимума. После выполнения измерения следует частотомер расстроить, чтобы он не нарушал нормальной работы схемы.

Основные источники погрешностей резонансных частотомеров обусловлены следующими причинами:
1. Под влиянием колебаний температуры и влажности окружающей среды и износа деталей может изменяться собственная частота резонирующей системы. С целью устранения этих влияний конденсаторы частотомеров выполняют с большим воздушным
зазором и применяют в них хорошую изоляцию, катушки делают хорошо защищёнными от механических повреждений, могущих произойти при их смене, и выдерживают на старение, температурные коэффициенты катушки и конденсатора делают разных знаков, выбирая для этого соответствующие материалы, и т. п.

Контуры объёмных и коаксиальных частотомеров изготовляют из инвара или других сплавов с малым температурным коэффициентом линейного расширения; путём же сочетания металлов с различными коэффициентами линейного расширения осуществляют температурную компенсацию. На результаты измерения частоты с помощью объёмных частотомеров может оказать влияние переменная влажность воздуха, которая вместе с переменной температурой вызывает изменение диэлектрической постоянной воздуха, а тем самым и собственной длины волны резонатора. С целью устранения этого влияния объёмные частотомеры снабжают влагопоглотителями или выполняют герметически закрытыми.
2. Отсчёт, снимаемый со шкалы конденсатора частотомера с сосредоточенными постоянными, всегда выполняется с известной ошибкой; следовательно, и частота, находимая по градуировочной таблице или кривой, определяется с ошибкой.

3. Третья причина погрешностей обусловлена тем, что при настройке частотомера изменения показаний его индикатора происходят по резонансной кривой. Так как вершина ее затуплена, то точная фиксация резонанса может оказаться затруднительной, и тем в большей степени, чем меньше добротность контура. Наиболее сильно даёт себя знать рассматриваемый источник погрешностей в случае резонансных частотомеров с сосредоточенными параметрами.
Следует отметить, что резонансный частотомер применим для измерения как немодулированных, так и модулированных по амплитуде колебаний. Если модулирующая частота относительно велика по сравнению с полосой пропускания измерительной колебательной системы, то с помощью последней можно отдельно измерить несущую и боковые частоты. Практически, однако, модулирующая частота всегда много меньше несущей частоты. Это означает, что на колебательный контур воздействуют колебания спектра частот, весьма близких друг к другу. Следовательно, картина резонанса в измерительном контуре будет наблюдаться уже не при одной частоте, как в случае немодулированных колебаний, а в некоторой области частот. Получается эффект, как бы эквивалентный расширению резонансной кривой, что неизбежно ухудшит точность измерения, и тем значительнее, чем выше модулирующая частота. Результаты измерения определят несущую частоту.

В целях ослабления влияния рассматриваемой причины на точность измерения контур частотомера конструируют так, чтобы затухание его было возможно меньше; кроме того, индикатор резонанса выбирают так, чтобы активное сопротивление, вносимое им в контур частотомера, также было возможно меньше. С этой точки зрения лучшим индикатором резонанса следует признать ламповый вольтметр.
4. Грубые ошибки измерения частоты могут получиться в том случае, когда исследуемый генератор, помимо основного колебания, создает гармоники и частотомер окажется настроенным на какую-либо достаточно сильную из этих гармоник. Это особенно возможно, если неизвестен даже порядок измеряемой частоты. В таких случаях следует выяснить, не настраивается ли частотомер в резонанс при других положениях его органа настройки. Если при этом будут получаться резонансные настройки, отличающиеся по частоте на одну и ту же величину, то эта величина и представляет собой основную частоту генератора. Её следует уточнить, настроив на нее частотомер.

В случае коаксиальных или объемных частотомеров ошибка может получиться ещё и вследствие неоднозначности настройки частотомера. Например, разомкнутая на конце четвертьволновая линия теоретически оказывается одновременно настроенной не только на основную волну l, но и на третью, пятую, седьмую и последующие нечётные гармоники этой волны. Однако фактически в коаксиальном четвертьволновом частотомере вследствие емкостной нагрузки открытого конца линии гармоники не будут точно кратными основной частоте. Поэтому настройки частотомера на основную частоту генератора и на её третью, пятую и последующие нечетные гармоники не совпадут между собой, а будут лежать близко друг от друга. В таком случае при измерении частоты генератора, создающего гармоники, индикатор частотомера может отметить ряд близко расположенных резонансных настроек Настройку на основную волну обычно определяют по наибольшему показанию индикатора.

В объёмном частотомере гармоники генератора могут возбудить колебания более высоких типов волн, настройки на которые могут оказаться расположенными весьма близко к настройке на основную частоту генератора, возбуждающую в частотомере основной тип волны.

Понравилась статья? Мойдодыр говорит: поделись с друзьями!