اندازه گيري فركانس

[.sOuDeH. 16,059]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

معمولا اندازه گیری فرکانسهای صوتی (20Hz تا 20kHz) ساده‌تر از فرکانسهای دیگر انجام می‌شود و برای اندازه گیری این فرکانسها ابزارها و روشهای بسیاری موجود است. البته توجه داشته باشید که به صرف سادگی اندازه گیری فرکانسهای صوتی نباید از دقت لازم کاست، بلکه همانند دیگر اندازه گیریها این اندازه گیری نیز باید صحیح و دقیق باشد.

 

ديد كلي

معمولا اندازه گيري فركانسهاي صوتي (20Hz تا 20kHz) ساده‌تر از فركانسهاي ديگر انجام مي‌شود و براي اندازه گيري اين فركانسها ابزارها و روشهاي بسياري موجود است. البته توجه داشته باشيد كه به صرف سادگي اندازه گيري فركانسهاي صوتي نبايد از دقت لازم كاست، بلكه 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 فركانس مجهول صوتي ( ) تنظيم دستگاه سيگنال ژنراتور صوتي روي تداخل صفر است. پس از اين عمل مي‌توان از روي صفحه مدرج سيگنال ژنراتور مقدار فركانس 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 فركانس وارد مي‌شود. چنانچه اختلاف فركانس 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 كند كه سيگنال ژنراتور را روي هماهنگها يا هارمونيكهاي تنظيم نكند. با چند آزمايش مي‌توان به اختلاف اين دو حالت پي برد. سيگنال منتجه حاصل از فركانس اصلي داراي شدت بيشتري است. چنانچه آزمايشگر در اندازه گيري خود دقت لازم بكار برد، دقت اندازه گيري معادل با دقت دستگاه سيگنال ژنراتور صوتي كه معمولا تا است، خواهد شد.

 

روش ولت متر

اين روش اندازه گيري صامت است و در نتيجه از خطاهاي حاصل از عيوب ممكن در گوش پرهيز مي‌شود. در اين روش با اندازه گيري مقدار موثر موج حاصل از تداخل دو سيگنال توسط ولت متر مقدار فركانس مجهول بدست مي‌آيد. سيگنال مجهول ( ) و سيگنال ژنراتور ( ) از طريق مقاومتهاي جداسازي و كه مي‌توانند داراي مقاديري بين 820 تا 1800 اهم باشند، به ولت متر وارد مي شود.

براي اندازه گيري فركانس با اين روش ابتدا بايد سيگنال مجهول را كنار گذارده و خروجي ژنراتور را براي انحراف عقربه ولت متر تا وسط صفحه مدرج تنظيم كنيد. سپس با اعمال سيگنال مجهول مشاهده خواهيد كرد كه عقربه به نوسان افتاده و به بالا و پايين وسط صفحه حركت مي‌كند. با تنظيم فركانس ژنراتور چنانچه روي فركانسي برابر فركانس مجهول قرار گيرد، عقربه از نوسان افتاده و به حالت سكون مي‌رسد. بنابراين در اين روش مي‌توان با دقت بيشتري فركانس مجهول را بدست آورد. يكي از مزاياي اين روش اين است كه عقربه تنها در فركانس اصلي سكون خواهد يافت و در هماهنگها نيز نوسان خواهد كرد.

اندازه گيري فركانس نوع القايي

اين دستگاه را اندازه گيري فركانس نوع آهن متحرك نيز مي‌نامند. در اين دستگاه فركانس مستقيما توسط آهن متحرك خوانده مي‌شود. در اين دستگاه دو سيم پيچ ثابت و بطور عمود بر يكديگر سوار مي‌شوند. عنصر متحرك يك تيغه آهني نرم و باريك و بلند است كه به آن عقربه‌اي متصل كرده‌اند. انحراف اين تيغه آهني متناسب با ميدان مغناطيسي حاصل از دو سيم پيچ و است. شبكه سلفي _ مقاومتي متصل به سيم پيچها اختلاف فاز بين جريانهاي جاري در سيم پيچها را كاهش داده و بدان وسيله مانع از چرخش تيغه آهني مي‌شود. در اين صورت چون تيغه نمي‌تواند چرخش ميدان مغناطيسي را دنبال كند، انحرافي متناسب با فركانس جريان پيدا مي‌كند.

اين نوع فركانس را معمولا براي اندازه گيري فركانس برق شهري (25 ، 40 ، 50 ، 60 و 125 هرتز) بكار مي‌برند. البته وسايلي با اين چنين ساختماني براي اندازه گيري فركانسهاي بالاتر تا حدود 500 هرتز نيز ساخته شده است. اغلب دستگاه را براي يك فركانس معمول طراحي كرده و آن را در وسط صفحه مدرج قرار مي‌دهند. انحراف عقربه در دو طرف فركانس كار 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 فركانس نوع القايي را مي‌توان براي يك ولتاژ / يك فركانس ، دو ولتاژ/ يك فركانس يا دو ولتاژ / دو فركانس بكار برد.

 

اندازه گيري فركانس نوع تيغه‌اي

اين وسيله به نام تيغه مرتعش معروف است. در اين وسيله M يك ماده مغناطيس دائمي مي‌باشد. روي گردن اين مغناطيس يك سيم پيچ (L) با تعداد دور بسيار از سيم نازك پيچيده شده است. اين سيم پيچ به منبع جريان فركانس صوتي مجهول متصل مي‌شود. يك طرف تيغه R (يك نوار نازك فلزي مانند آهن يا فولاد) به يكي از قطبين آهنربا وصل شده است. طرف ديگر اين تيغه با فاصله كمي روي قطب ديگر آهنربا قرار مي‌گيرد. تيغه فنري داراي پريود ارتعاشي است كه با توجه به طول و ضخامت آن تعيين مي‌شود.

 

چنانچه جريان متناوبي به سيم پيچ جاري شود، نيروي ميدان مغناطيسي منتج با فركانس موج ac تغيير مي‌كند و تيغه را وادار به ارتعاش مي‌نمايد. وقتي فركانس موج ، معادل با فركانس طبيعي باشد، ارتعاش خيلي شديد است، بطوري كه انتهاي آزاد تيغه ديده نمي‌شود. چنانچه فركانس موج بالاتر يا پائين‌تر از فركانس طبيعي تيغه باشد، ارتعاش كندتر صورت گرفته و به شكل خاكستري رنگ ديده مي‌شود.

در دستگاههاي عملي چندين تيغه را با طولهاي مختلف كنار هم سوار مي‌كنند. قطب بالايي آهنربا چنان بريده شده كه تيغه‌ها داراي طولهاي متفاوتي باشند. اين عمل بدين منظور انجام مي‌گيرد كه انتهاي آزاد تيغه‌ها در يك 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 كم باشد، در يك فركانس مشخص چندين تيغه به ارتعاش در مي‌آيد (معمولا 3 تيغه)، اما آن تيغه كه ارتعاش طبيعي وي به فركانس مجهول نزديكتر است، فعالتر بوده و از ديد محو مي‌شود، در حالي كه تيغه‌هاي ديگر به رنگي تيره هنوز ديده مي‌شوند.

اندازه گيري الكترونيكي فركانس از نوع آنالوگ

اين دستگاه داراي امپدانس زيادي بوده و قابليت اندازه گيري 0 تا 10kHz و 0 تا 100kHz را دارد. از آمپرمتر فركانس جريان dc از 0 تا 50 ميكروآمپر عبور مي‌كند. مقدار فركانس مستقل از دامنه سيگنال 1،7 ولت به بالا بوده و همچنين مستقل از شكل موج مي‌باشد و پاسخ مدار خطي است و بنابراين كافي است در هر باندي يك نقطه تنظيم شود. اين آرايش شامل دو تقويت كننده بيش تغذيه شده (Overdriven) است. خروجي طبقه آخر ( ) يك موج مربعي است كه در يك مدار RC بكار برده مي‌شود. ديودهاي و عمل يكسوسازي را انجام مي‌دهند.

 

تا وقتي دامنه موج مربعي ثابت است، انحراف عقربه (M) تنها به تعداد پالسهاي موجود در هر ثانيه بستگي پيدا مي‌كند و بنابراين بطور مستقيم با فركانس سيگنال متناسب است. دستگاه را بايد ابتدا روي يك نقطه از هر باند تنظيم نمود. اين تنظيم تنها براي يك بار انجام مي‌شود. بهترين نقطه براي تنظيم عبارت از فركانس حد بالاي باند جهت انحراف كامل عقربه است. پتانسيومترهاي تا براي اين منظور در مدار جاي گرفته‌اند.

اندازه گيري الكترونيكي نوع ديجيتال

همانند اندازه گير نوع آنالوگ اندازه گير نوع ديجيتال نيز الكترونيكي است و امپدانس بالايي توليد مي‌كند. در اين نوع اندازه گيرها ميتر M حذف شده و فركانس به صورت يك سري اعداد كه توسط مدارهاي خاص توليد مي‌شود، نشان داده خواهد شد. بنابراين اندازه گير ديجيتال ، يك دستگاه تمام الكترونيكي است. دستگاه نوع ديجيتالي اصولا شامل يك شمارنده الكترونيكي است كه تعداد پالسهاي موجود در هر ثانيه را شمرده و سپس يك نمايش دهنده 5 يا 8 عددي را جهت نمايش فركانس بكار مي‌اندازد. گيت مبناي زماني يك ثانيه‌اي توسط يك سيگنال مبناي زماني دقيق (سيگنال ساعت) كنترل مي‌شود. اين سيگنال در داخل دستگاه توليد شده و معمولا از يك نوسان ساز كريستالي بدست.