ehsanstr
عضو جدید
اندازه گيري فرکانس
__________________
ديد کلي
معمولا اندازه گيري فرکانسهاي صوتي (20Hz تا 20kHz) ساده‌تر از فرکانسهاي ديگر انجام مي‌شود و براي اندازه گيري اين فرکانسها ابزارها و روشهاي بسياري موجود است. البته توجه داشته باشيد که به صرف سادگي اندازه گيري فرکانسهاي صوتي نبايد از دقت لازم کاست، بلکه همانند ديگر اندازه گيريها اين اندازه گيري نيز بايد صحيح و دقيق باشد.
روشهاي اندازه گيري
روش Beat _ Note (صداي تداخلي)
ساده‌ترين روش اندازه گيري فرکانس مجهول صوتي ( ) تنظيم دستگاه سيگنال ژنراتور صوتي روي تداخل صفر است. پس از اين عمل مي‌توان از روي صفحه مدرج سيگنال ژنراتور مقدار فرکانس را خواند. در اين روش هم مي‌توان از گوشي استفاده نمود و يا به جاي آن ميتري در مدار قرار داد. دو سيگنال بطور همزمان به شاخص اختلاف فرکانس وارد مي‌شود. چنانچه اختلاف فرکانس دو سيگنال صفر باشد، در گوشي صدايي با قدرت بيشتر و يا در ميتر با انحراف عقربه بيشتر روبه‌رو خواهيم شد.
معمولا اندازه گيري فرکانسهاي صوتي (20Hz تا 20kHz) ساده‌تر از فرکانسهاي ديگر انجام مي‌شود و براي اندازه گيري اين فرکانسها ابزارها و روشهاي بسياري موجود است. البته توجه داشته باشيد که به صرف سادگي اندازه گيري فرکانسهاي صوتي نبايد از دقت لازم کاست، بلکه همانند ديگر اندازه گيريها اين اندازه گيري نيز بايد صحيح و دقيق باشد.
روشهاي اندازه گيري
روش Beat _ Note (صداي تداخلي)
ساده‌ترين روش اندازه گيري فرکانس مجهول صوتي ( ) تنظيم دستگاه سيگنال ژنراتور صوتي روي تداخل صفر است. پس از اين عمل مي‌توان از روي صفحه مدرج سيگنال ژنراتور مقدار فرکانس را خواند. در اين روش هم مي‌توان از گوشي استفاده نمود و يا به جاي آن ميتري در مدار قرار داد. دو سيگنال بطور همزمان به شاخص اختلاف فرکانس وارد مي‌شود. چنانچه اختلاف فرکانس دو سيگنال صفر باشد، در گوشي صدايي با قدرت بيشتر و يا در ميتر با انحراف عقربه بيشتر روبه‌رو خواهيم شد.
در اين حالت آزمايشگر بايد دقت کند که سيگنال ژنراتور را روي هماهنگها يا هارمونيکهاي تنظيم نکند. با چند آزمايش مي‌توان به اختلاف اين دو حالت پي برد. سيگنال منتجه حاصل از فرکانس اصلي داراي شدت بيشتري است. چنانچه آزمايشگر در اندازه گيري خود دقت لازم بکار برد، دقت اندازه گيري معادل با دقت دستگاه سيگنال ژنراتور صوتي که معمولا تا است، خواهد شد.
روش ولت متر
اين روش اندازه گيري صامت است و در نتيجه از خطاهاي حاصل از عيوب ممکن در گوش پرهيز مي‌شود. در اين روش با اندازه گيري مقدار موثر موج حاصل از تداخل دو سيگنال توسط ولت متر مقدار فرکانس مجهول بدست مي‌آيد. سيگنال مجهول () و سيگنال ژنراتور ( ) از طريق مقاومتهاي جداسازي و که مي‌توانند داراي مقاديري بين 820 تا 1800 اهم باشند، به ولت متر وارد مي شود.
براي اندازه گيري فرکانس با اين روش ابتدا بايد سيگنال مجهول را کنار گذارده و خروجي ژنراتور را براي انحراف عقربه ولت متر تا وسط صفحه مدرج تنظيم کنيد. سپس با اعمال سيگنال مجهول مشاهده خواهيد کرد که عقربه به نوسان افتاده و به بالا و پايين وسط صفحه حرکت مي‌کند. با تنظيم فرکانس ژنراتور چنانچه روي فرکانسي برابر فرکانس مجهول قرار گيرد، عقربه از نوسان افتاده و به حالت سکون مي‌رسد. بنابراين در اين روش مي‌توان با دقت بيشتري فرکانس مجهول را بدست آورد. يکي از مزاياي اين روش اين است که عقربه تنها در فرکانس اصلي سکون خواهد يافت و در هماهنگها نيز نوسان خواهد کرد.
اندازه گيري فرکانس نوع القايي
اين دستگاه را اندازه گيري فرکانس نوع آهن متحرک نيز مي‌نامند. در اين دستگاه فرکانس مستقيما توسط آهن متحرک خوانده مي‌شود. در اين دستگاه دو سيم پيچ ثابت و بطور عمود بر يکديگر سوار مي‌شوند. عنصر متحرک يک تيغه آهني نرم و باريک و بلند است که به آن عقربه‌اي متصل کرده‌اند. انحراف اين تيغه آهني متناسب با ميدان مغناطيسي حاصل از دو سيم پيچ و است. شبکه سلفي _ مقاومتي متصل به سيم پيچها اختلاف فاز بين جريانهاي جاري در سيم پيچها را کاهش داده و بدان وسيله مانع از چرخش تيغه آهني مي‌شود. در اين صورت چون تيغه نمي‌تواند چرخش ميدان مغناطيسي را دنبال کند، انحرافي متناسب با فرکانس جريان پيدا مي‌کند.
اين نوع فرکانس را معمولا براي اندازه گيري فرکانس برق شهري (25 ، 40 ، 50 ، 60 و 125 هرتز) بکار مي‌برند. البته وسايلي با اين چنين ساختماني براي اندازه گيري فرکانسهاي بالاتر تا حدود 500 هرتز نيز ساخته شده است. اغلب دستگاه را براي يک فرکانس معمول طراحي کرده و آن را در وسط صفحه مدرج قرار مي‌دهند. انحراف عقربه در دو طرف فرکانس کار دستگاه از 30 درصد تا 85 درصد متغير است. دقت اين نوع وسايل بستگي به نوع ساخت و مدل آن دارد و مي‌تواند به 0،5درصد برسد. دستگاه اندازه گير فرکانس نوع القايي را مي‌توان براي يک ولتاژ / يک فرکانس ، دو ولتاژ/ يک فرکانس يا دو ولتاژ / دو فرکانس بکار برد.
اندازه گيري فرکانس نوع تيغه‌اي
اين وسيله به نام تيغه مرتعش معروف است. در اين وسيله M يک ماده مغناطيس دائمي مي‌باشد. روي گردن اين مغناطيس يک سيم پيچ (L) با تعداد دور بسيار از سيم نازک پيچيده شده است. اين سيم پيچ به منبع جريان فرکانس صوتي مجهول متصل مي‌شود. يک طرف تيغه R (يک نوار نازک فلزي مانند آهن يا فولاد) به يکي از قطبين آهنربا وصل شده است. طرف ديگر اين تيغه با فاصله کمي روي قطب ديگر آهنربا قرار مي‌گيرد. تيغه فنري داراي پريود ارتعاشي است که با توجه به طول و ضخامت آن تعيين مي‌شود.
چنانچه جريان متناوبي به سيم پيچ جاري شود، نيروي ميدان مغناطيسي منتج با فرکانس موج ac تغيير مي‌کند و تيغه را وادار به ارتعاش مي‌نمايد. وقتي فرکانس موج ، معادل با فرکانس طبيعي باشد، ارتعاش خيلي شديد است، بطوري که انتهاي آزاد تيغه ديده نمي‌شود. چنانچه فرکانس موج بالاتر يا پائين‌تر از فرکانس طبيعي تيغه باشد، ارتعاش کندتر صورت گرفته و به شکل خاکستري رنگ ديده مي‌شود.
در دستگاههاي عملي چندين تيغه را با طولهاي مختلف کنار هم سوار مي‌کنند. قطب بالايي آهنربا چنان بريده شده که تيغه‌ها داراي طولهاي متفاوتي باشند. اين عمل بدين منظور انجام مي‌گيرد که انتهاي آزاد تيغه‌ها در يک خط قرار گرفته و از خارج به سهولت قابل روئيت باشند. براي روئيت بهتر تيغه‌ها خميدگي سر آزاد آنها را به رنگ سفيد در مي‌آورند. اگر اختلاف طول تيغه‌ها کم باشد، در يک فرکانس مشخص چندين تيغه به ارتعاش در مي‌آيد (معمولا 3 تيغه)، اما آن تيغه که ارتعاش طبيعي وي به فرکانس مجهول نزديکتر است، فعالتر بوده و از ديد محو مي‌شود، در حالي که تيغه‌هاي ديگر به رنگي تيره هنوز ديده مي‌شوند.
اندازه گيري الکترونيکي فرکانس از نوع آنالوگ
اين دستگاه داراي امپدانس زيادي بوده و قابليت اندازه گيري 0 تا 10kHz و 0 تا 100kHz را دارد. از آمپرمتر فرکانس جريان dc از 0 تا 50 ميکروآمپر عبور مي‌کند. مقدار فرکانس مستقل از دامنه سيگنال 1،7 ولت به بالا بوده و همچنين مستقل از شکل موج مي‌باشد و پاسخ مدار خطي است و بنابراين کافي است در هر باندي يک نقطه تنظيم شود. اين آرايش شامل دو تقويت کننده بيش تغذيه شده (Overdriven) است. خروجي طبقه آخر ( ) يک موج مربعي است که در يک مدار RC بکار برده مي‌شود. ديودهاي و عمل يکسوسازي را انجام مي‌دهند.
تا وقتي دامنه موج مربعي ثابت است، انحراف عقربه (M) تنها به تعداد پالسهاي موجود در هر ثانيه بستگي پيدا مي‌کند و بنابراين بطور مستقيم با فرکانس سيگنال متناسب است. دستگاه را بايد ابتدا روي يک نقطه از هر باند تنظيم نمود. اين تنظيم تنها براي يک بار انجام مي‌شود. بهترين نقطه براي تنظيم عبارت از فرکانس حد بالاي باند جهت انحراف کامل عقربه است. پتانسيومترهاي تا براي اين منظور در مدار جاي گرفته‌اند. اندازه گيري الکترونيکي نوع ديجيتال
همانند اندازه گير نوع آنالوگ اندازه گير نوع ديجيتال نيز الکترونيکي است و امپدانس بالايي توليد مي‌کند. در اين نوع اندازه گيرها ميتر M حذف شده و فرکانس به صورت يک سري اعداد که توسط مدارهاي خاص توليد مي‌شود، نشان داده خواهد شد. بنابراين اندازه گير ديجيتال ، يک دستگاه تمام الکترونيکي است. دستگاه نوع ديجيتالي اصولا شامل يک شمارنده الکترونيکي است که تعداد پالسهاي موجود در هر ثانيه را شمرده و سپس يک نمايش دهنده 5 يا 8 عددي را جهت نمايش فرکانس بکار مي‌اندازد. گيت مبناي زماني يک ثانيه‌اي توسط يک سيگنال مبناي زماني دقيق (سيگنال ساعت) کنترل مي‌شود. اين سيگنال در داخل دستگاه توليد شده و معمولا از يک نوسان ساز کريستالي بدست می آید.
منبع:worldpower.blogfa.com
روش ولت متر
اين روش اندازه گيري صامت است و در نتيجه از خطاهاي حاصل از عيوب ممکن در گوش پرهيز مي‌شود. در اين روش با اندازه گيري مقدار موثر موج حاصل از تداخل دو سيگنال توسط ولت متر مقدار فرکانس مجهول بدست مي‌آيد. سيگنال مجهول () و سيگنال ژنراتور ( ) از طريق مقاومتهاي جداسازي و که مي‌توانند داراي مقاديري بين 820 تا 1800 اهم باشند، به ولت متر وارد مي شود.
براي اندازه گيري فرکانس با اين روش ابتدا بايد سيگنال مجهول را کنار گذارده و خروجي ژنراتور را براي انحراف عقربه ولت متر تا وسط صفحه مدرج تنظيم کنيد. سپس با اعمال سيگنال مجهول مشاهده خواهيد کرد که عقربه به نوسان افتاده و به بالا و پايين وسط صفحه حرکت مي‌کند. با تنظيم فرکانس ژنراتور چنانچه روي فرکانسي برابر فرکانس مجهول قرار گيرد، عقربه از نوسان افتاده و به حالت سکون مي‌رسد. بنابراين در اين روش مي‌توان با دقت بيشتري فرکانس مجهول را بدست آورد. يکي از مزاياي اين روش اين است که عقربه تنها در فرکانس اصلي سکون خواهد يافت و در هماهنگها نيز نوسان خواهد کرد.
اندازه گيري فرکانس نوع القايي
اين دستگاه را اندازه گيري فرکانس نوع آهن متحرک نيز مي‌نامند. در اين دستگاه فرکانس مستقيما توسط آهن متحرک خوانده مي‌شود. در اين دستگاه دو سيم پيچ ثابت و بطور عمود بر يکديگر سوار مي‌شوند. عنصر متحرک يک تيغه آهني نرم و باريک و بلند است که به آن عقربه‌اي متصل کرده‌اند. انحراف اين تيغه آهني متناسب با ميدان مغناطيسي حاصل از دو سيم پيچ و است. شبکه سلفي _ مقاومتي متصل به سيم پيچها اختلاف فاز بين جريانهاي جاري در سيم پيچها را کاهش داده و بدان وسيله مانع از چرخش تيغه آهني مي‌شود. در اين صورت چون تيغه نمي‌تواند چرخش ميدان مغناطيسي را دنبال کند، انحرافي متناسب با فرکانس جريان پيدا مي‌کند.
اين نوع فرکانس را معمولا براي اندازه گيري فرکانس برق شهري (25 ، 40 ، 50 ، 60 و 125 هرتز) بکار مي‌برند. البته وسايلي با اين چنين ساختماني براي اندازه گيري فرکانسهاي بالاتر تا حدود 500 هرتز نيز ساخته شده است. اغلب دستگاه را براي يک فرکانس معمول طراحي کرده و آن را در وسط صفحه مدرج قرار مي‌دهند. انحراف عقربه در دو طرف فرکانس کار دستگاه از 30 درصد تا 85 درصد متغير است. دقت اين نوع وسايل بستگي به نوع ساخت و مدل آن دارد و مي‌تواند به 0،5درصد برسد. دستگاه اندازه گير فرکانس نوع القايي را مي‌توان براي يک ولتاژ / يک فرکانس ، دو ولتاژ/ يک فرکانس يا دو ولتاژ / دو فرکانس بکار برد.
اندازه گيري فرکانس نوع تيغه‌اي
اين وسيله به نام تيغه مرتعش معروف است. در اين وسيله M يک ماده مغناطيس دائمي مي‌باشد. روي گردن اين مغناطيس يک سيم پيچ (L) با تعداد دور بسيار از سيم نازک پيچيده شده است. اين سيم پيچ به منبع جريان فرکانس صوتي مجهول متصل مي‌شود. يک طرف تيغه R (يک نوار نازک فلزي مانند آهن يا فولاد) به يکي از قطبين آهنربا وصل شده است. طرف ديگر اين تيغه با فاصله کمي روي قطب ديگر آهنربا قرار مي‌گيرد. تيغه فنري داراي پريود ارتعاشي است که با توجه به طول و ضخامت آن تعيين مي‌شود.
چنانچه جريان متناوبي به سيم پيچ جاري شود، نيروي ميدان مغناطيسي منتج با فرکانس موج ac تغيير مي‌کند و تيغه را وادار به ارتعاش مي‌نمايد. وقتي فرکانس موج ، معادل با فرکانس طبيعي باشد، ارتعاش خيلي شديد است، بطوري که انتهاي آزاد تيغه ديده نمي‌شود. چنانچه فرکانس موج بالاتر يا پائين‌تر از فرکانس طبيعي تيغه باشد، ارتعاش کندتر صورت گرفته و به شکل خاکستري رنگ ديده مي‌شود.
در دستگاههاي عملي چندين تيغه را با طولهاي مختلف کنار هم سوار مي‌کنند. قطب بالايي آهنربا چنان بريده شده که تيغه‌ها داراي طولهاي متفاوتي باشند. اين عمل بدين منظور انجام مي‌گيرد که انتهاي آزاد تيغه‌ها در يک خط قرار گرفته و از خارج به سهولت قابل روئيت باشند. براي روئيت بهتر تيغه‌ها خميدگي سر آزاد آنها را به رنگ سفيد در مي‌آورند. اگر اختلاف طول تيغه‌ها کم باشد، در يک فرکانس مشخص چندين تيغه به ارتعاش در مي‌آيد (معمولا 3 تيغه)، اما آن تيغه که ارتعاش طبيعي وي به فرکانس مجهول نزديکتر است، فعالتر بوده و از ديد محو مي‌شود، در حالي که تيغه‌هاي ديگر به رنگي تيره هنوز ديده مي‌شوند.
اندازه گيري الکترونيکي فرکانس از نوع آنالوگ
اين دستگاه داراي امپدانس زيادي بوده و قابليت اندازه گيري 0 تا 10kHz و 0 تا 100kHz را دارد. از آمپرمتر فرکانس جريان dc از 0 تا 50 ميکروآمپر عبور مي‌کند. مقدار فرکانس مستقل از دامنه سيگنال 1،7 ولت به بالا بوده و همچنين مستقل از شکل موج مي‌باشد و پاسخ مدار خطي است و بنابراين کافي است در هر باندي يک نقطه تنظيم شود. اين آرايش شامل دو تقويت کننده بيش تغذيه شده (Overdriven) است. خروجي طبقه آخر ( ) يک موج مربعي است که در يک مدار RC بکار برده مي‌شود. ديودهاي و عمل يکسوسازي را انجام مي‌دهند.
تا وقتي دامنه موج مربعي ثابت است، انحراف عقربه (M) تنها به تعداد پالسهاي موجود در هر ثانيه بستگي پيدا مي‌کند و بنابراين بطور مستقيم با فرکانس سيگنال متناسب است. دستگاه را بايد ابتدا روي يک نقطه از هر باند تنظيم نمود. اين تنظيم تنها براي يک بار انجام مي‌شود. بهترين نقطه براي تنظيم عبارت از فرکانس حد بالاي باند جهت انحراف کامل عقربه است. پتانسيومترهاي تا براي اين منظور در مدار جاي گرفته‌اند. اندازه گيري الکترونيکي نوع ديجيتال
همانند اندازه گير نوع آنالوگ اندازه گير نوع ديجيتال نيز الکترونيکي است و امپدانس بالايي توليد مي‌کند. در اين نوع اندازه گيرها ميتر M حذف شده و فرکانس به صورت يک سري اعداد که توسط مدارهاي خاص توليد مي‌شود، نشان داده خواهد شد. بنابراين اندازه گير ديجيتال ، يک دستگاه تمام الکترونيکي است. دستگاه نوع ديجيتالي اصولا شامل يک شمارنده الکترونيکي است که تعداد پالسهاي موجود در هر ثانيه را شمرده و سپس يک نمايش دهنده 5 يا 8 عددي را جهت نمايش فرکانس بکار مي‌اندازد. گيت مبناي زماني يک ثانيه‌اي توسط يک سيگنال مبناي زماني دقيق (سيگنال ساعت) کنترل مي‌شود. اين سيگنال در داخل دستگاه توليد شده و معمولا از يک نوسان ساز کريستالي بدست می آید.
منبع:worldpower.blogfa.com
__________________
بار الها مرا بپذیر
