7.9 Вимірювання частоти струму

Узагальнена класифікація приладів для вимірювання частоти струму у колах змінного струму наведена на рисунку 5.

Рисунок 5 – Класифікація приладів та методів вимірювання частоти

струму

В таблиці 5 наведені схеми вимірювання частоти струму у колах змінного струму.

Таблиця 5 - Схеми вимірювання частоти струму

найменування схеми	Схеми включення
Метод «амперметра–вольтметра» зі зразковою котушкою або ємністю	Якщо до однофазного кола змінного струму включений конденсатор з відомою ємністю С0 та два прилади: амперметр та вольтметр. Величина частоти струму визначається за формулою:

Продовження таблиці 5

найменування схеми	Схеми включення
	продовження: Якщо до вище згаданого кола включити зразкову котушку з індуктивністю L0 та провести необхідні вимірювання, то частота струму визначається за формулою:
Метод «заряду – розряду конденсатора»	Принцип дії такого частотоміра заснований на визначенні середнього значення зарядного струму конденсатора. Якщо періодично з частотою струму fx перемикати конденсатор від джерела живлення (положення 1) на розрядний опір Rрозр та на прилад PV, тоді конденсатор буде заряджатися до напруги U1, потім розряджатися до напруги U2. При цьому кількість електричного заряду, який віддається конденсатором приладу буде дорівнювати: . Середнє значення струму зв’язане з частотою, що вимірюється, так:
Випрямний магнітоелектричний частотомір

Продовження таблиці 5

найменування схеми	Схеми включення
	продовження: Котушка Р1 живиться через випрямний міст VD1…VD4, який включається до резонансного контуру L – C, який налагоджувальний на частоту, яка перевищує номінальну. Котушка Р2 живиться через випрямний міст VD5…VD8, який включається до кола з активним опором R, тому то струм I2 не залежить від частоти. Кут відхилення рухомої частини приладу та покажчика залежить в логометричному вимірювальному механізмі від відношення струмів та від опорів гілок кола, а саме, : , где , тобто при зміні частоти змінюється опір першої гілки кола приладу. Тому то відношення опорів паралельних гілок та кут відхилення покажчика залежить від значення частоти, що вимірюється.
Електродинамічний частотомір	До вимірювального кола приладу включені активний опір та активно - індуктивно – ємнісне навантаження. Якщо на прилад подати напругу певної частоти, то по гілкам почнуть проходити струмиI1, I2. Величина струму I1 не залежить від частоти струму, а струм I2 залежить, так як індуктивність та ємність функціонально зв’язані з частотою струму. У зв’язку з тим, що кут відхилення рухомої частини залежить від відношення струмівI1, I2, тому то при зміні частоти та стру- му I2 змінюється кут відхилення покажчика приладу.

Продовження таблиці 5

найменування схеми

Схеми включення

Електромагнітний частотомір

а) б) Параметри кіл підібрані так, що при середній частоті діапазону fср струми однакові, так як наслідок, обертаючі моменти, які діють на рухому частину приладу, однакові, покажчик на шкалі займає середнє положення. При збільшенні частоти струм I2 в резонансному контурі L2-C почне збільшуватися, а струм I1 – зменшуватися. В результаті обертаючий момент повертає покажчик на кут, який пропорційний збільшенню частоти. Графічна залежність струмів у колах приладу наведена на рисунку «б».