Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."— Transkript prezentace:

1 Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

2 Přístroje na měření kmitočtu OB21-OP-EL-ELKM-JANC-M-2-031

3  Kmitočet je jedna z nejpřesněji měřitelných veličin.  Klasické metody k tomu neposkytují dostatečné možnosti, je nutno využít elektronických principů.  Pro neharmonickésignály požadujeme zjistit hodnotu kmitočtu základní harmonické složky.

4 Přístroje na měření kmitočtu  Metody pro měření kmitočtu můžeme rozdělit na:  Analogové metody měření kmitočtu Tyto metody měření kmitočtu lze rozdělit do následujících skupin:  Využívající selektivní LC nebo RC obvody  Porovnávací metody  Metody s přímým údajem  Číslicové metody na měření kmitočtu

5 Měření kmitočtu pomocí selektivních obvodů  Princip těchto přístrojů je znázorněn na  Princip těchto přístrojů je znázorněn na obr.1.  Obr. 1 Měření frekvence pomocí selektivních obvodů  Vstupní napětí o měřené frekvenci f x je po případném zesílení (nezakresleno) přivedeno na selektivní obvod.

6 Měření kmitočtu pomocí selektivních obvodů  Výstup z tohoto obvodu přichází na střídavý analogový indikátor, což je střídavý voltmetr s potřebnou citlivostí, avšak necejchovaný.  Citlivost indikátoru lze i měnit.

7 Měření kmitočtu pomocí selektivních obvodů  Selektivní obvod má buď charakter frekvenční zádrže - používá se např. Wienův můstek (v tom případě mluvíme o můstkové metodě), ale také dvojité T-články nebo přemostěné T-články. Zadržovaná frekvence je nastavitelná. Obsluha ji musí nastavit tak, aby údaj na indikátoru byl minimální.  Hodnota kmitočtu je určena parametry (RC členy) zádrže.  Nevýhodou je, že obvod je vyvážen jen pro jediný kmitočet a tedy signály, obsahující vyšší harmonické, znemožňují přesné vyvážení. Tyto obvody se používají jen zřídka.

8 Měření kmitočtu pomocí selektivních obvodů Obr. 2 Schéma zapojení rezonančního měřiče kmitočtu s kmitavým obvodem se soustředěnými parametry Selektivní obvod může být tvořen i paralelním LC obvodem, jehož rezonanční frekvenci lze nastavovat. LC obvod ladíme tak, aby údaj indikátoru byl maximální. Kmitočet se zjistí z parametrů L a C obvodu. Takový přístroj se nazývá rezonanční měřič kmitočtu.

9 Měření kmitočtu pomocí selektivních obvodů  Rezonanční metoda je použitelná v oblasti od nižších kmitočtů (od desítek kHz) až do nejvyšších používaných (desítky GHz).  Přesnost závisí na selektivitě laděného obvodu a stálosti jeho parametrů.  U měřičů s dutinovým rezonátorem může být chyba jen 0,01%, na nízkých kmitočtech však i jednotky procent.

10 Měření kmitočtu porovnávacími metodami Měření kmitočtu porovnávacími metodami  Tyto metody pro svou činnost vyžadují, aby byl k dispozici zdroj signálu harmonického tvaru o známém a stavitelném kmitočtu f n. Porovnávají pak měřený signál o kmitočtu f x se signálem o kmitočtu f n.  Porovnání se děje buď směšováním obou signálů (záznějová metoda) nebo pomocí osciloskopu. Přesnost metody je značná, daná prakticky přesností kmitočtu f n. Je použitelná od nízkých kmitočtů do nejvyšších. Záznějová metoda byla použita v záznějových měřičích kmitočtu. I když se jednalo o analogové přístroje, bylo s nimi dosahováno značné přesnosti a citlivosti (přesnost řádově ). Dnes se již tato metoda používá vyjímečně.

11 Měření kmitočtu porovnávacími metodami Měření kmitočtu porovnávacími metodami Obr. 3 Lissajousova metoda měření kmitočtu

12 Měření kmitočtu porovnávacími metodami Měření kmitočtu porovnávacími metodami  Osciloskopické metody provádí porovnání pomocí osciloskopu. K porovnání můžeme využít osciloskop, při čem na vstup Y připojíme měřený signál (f x ), na druhý horizontální vstup X připojíme signál o známém kmitočtu f n.  Synchronizaci volíme z kanálu Y. Kmitočet f n měníme, až délky period obou signálů jsou stejné. Nestačí pouhé zastavení obrazu z X, protože to pouze signalizuje, že frekvence obou signálů jsou v poměru celých čísel.  Hodnotu kmitočtu odečteme na generátoru f n.  Lze takto měřit i neharmonické signály, dokonce i generátor f n nemusí být harmonický. Navíc lze sledovat i tvar měřeného napětí.

13 Měření kmitočtu porovnávacími metodami Měření kmitočtu porovnávacími metodami  Pokud jsou obě napětí, jejichž kmitočty porovnáváme harmonická nebo se od harmonických liší jen málo, lze použít Lissajousovy metody. Změnou kmitočtu f n nastavíme stojící Lissajousův obrazec, jehož tvar závisí na poměru kmitočtů a jejich fázi.  Při měření kmitočtů touto metodou přivádíme vždy napětí známého kmitočtu f 1 na vodorovné vychylovací destičky, měřený kmitočet f 2 na destičky vychylující svisle. Měřený kmitočet může být vyšší nebo nižší než kmitočet známý, je však bezpodmínečně nutné, aby byly k sobě v poměru celých čísel.

14 Měření kmitočtu porovnávacími metodami Měření kmitočtu porovnávacími metodami  Hledaný kmitočet f 2 pak vypočítáme podle vzorce  kdef 2 je hledaný neznámý kmitočet, přivedený na vertikální zesilovač  f 1 známý kmitočet, přivedený na horizontální zesilovač  n x počet dotykových bodů obrazce s vodorovnou stranou x myšleného obdélníka  n y počet dotykových bodů obrazce se svislou stranou y myšleného obdélníka

15 Měření kmitočtu porovnávacími metodami Měření kmitočtu porovnávacími metodami Obr. 4 Lissajoussovy obrazce při poměru kmitočtů a)2:1 b)1:2 c)3:1 d)3:2

16 Měření kmitočtu porovnávacími metodami Měření kmitočtu porovnávacími metodami  Přístroj, který dovoluje odečítat přímo např. na stupnici ručkového měřidla, se nazývá přímo ukazující měřič kmitočtu nebo měřič kmitočtu s přímým údajem.  Obr. 5 Blokové schéma přímo ukazujícího měřiče kmitočtu

17 Měření kmitočtu porovnávacími metodami Měření kmitočtu porovnávacími metodami Obr. 6 Průběhy napětí v přímo ukazujícím měřiči kmitočtu

18 Měření kmitočtu porovnávacími metodami Měření kmitočtu porovnávacími metodami  Jedná se vlastně o lineární převodník kmitočtu na stejnosměrné napětí nebo proud.  Vyskytuje se též ve formě sondy, jejíž výstup připojíme k univerzálnímu multimetru (ičíslicovému). Převod je zajištěn vhodným tvarováním vstupního napětí.  Přístroje na tomto principu jsou vhodné pro měření kmitočtů v rozsahu 10 Hz - 1 MHz. Pro vyšší kmitočty (např. 1 GHz) je nutno předřadit dělič frekvence. Údaje přístroje nejsou závislé na velikosti a tvaru vstupního signálu, pokud vstupní napětí protíná nulovou linii jen 2x za periodu. Dosahovaná přesnost jsou jednotky %.

19  Děkuji za pozornost  Ing. Ladislav Jančařík

20 Literatura  E. Vitejček a V. Hos: Elektrické měření, SNTL Praha 1979  V. Fajt a kol.: Elektrická měření, SNTL Praha 1987  L. Bejček a kol.: Měření v elektrotechnice, FEKT VUT Brno 2003


Stáhnout ppt "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."

Podobné prezentace


Reklamy Google