Меню

Устройство для измерения частоты переменного напряжения



Как измерить частоту переменного тока?

Какие приборы можно использовать

Классификация частотомеров

Все данные приборы делятся на две основные группы по области их применения:

  1. Электроизмерительные. Применяются для бытового или же производственного измерения частоты в цепях переменного тока. Их используют при частотной регулировке оборотов асинхронных двигателей, так как вид частотного измерения оборотов, в этом случае, самый эффективный и распространённый.
  2. Радиоизмерительные. Нашли применение исключительно в радиотехнике и могут измерять широкий диапазон высокочастотного напряжения.

По конструкции частотомеры делятся на щитовые, стационарные и переносные. Естественно, переносные более компактные, универсальные и мобильные устройства, которые широко применяются радиолюбителями.

Для любого типа частотомера самыми важными характеристиками, на которые, в принципе, и должен обращать внимание человек при покупке, являются:

  • Диапазон частот, которые прибор сможет измерить. При планировании работы именно со стандартной промышленной величиной 50 Гц, нужно внимательно ознакомиться с инструкцией, так как не все приборы её смогут увидеть.
  • Рабочее напряжение в цепях, в которых будут проходить измерительные работы.
  • Чувствительность, эта величина более важна для радиочастотных устройств.
  • Погрешность, с которой он может производить замеры.

Мультиметр с функцией измерения частоты переменного тока

Самый распространенный прибор, с помощью которого можно узнать величину частотных колебаний и который находится в свободном широком доступе — это мультиметр. Нужно обращать своё внимание на его функциональные возможности, так как не каждый такой прибор сможет измерить частоту переменного тока в розетке или же другой электрической цепи.

Такой тестер выполняется чаще всего очень компактным, для того чтобы в сумке он легко помещался, и был максимально функциональным, измеряющим помимо частоты также напряжение, ток, сопротивление, а иногда даже температуру воздуха, ёмкость и индуктивность. Современный вид мультиметра и его схема основаны чисто на цифровых электронных элементах, для более точного измерения. Состоит такой мультиметр из:

  • Жидкокристаллического информативного индикатора для отображения результатов измерения, расположенного, чаще всего, в верхней части конструкции.
  • Переключателя, в основном, он выполнен в виде механического элемента, позволяющего быстро перейти от измерения одних величин к другим. Нужно быть очень осторожным, так как, допустим, если измерять напряжение, а переключатель будет стоять на отметке “I”, то есть сила тока, тогда следствием этого неминуемо будет короткое замыкание, которое приведёт не только к выходу со строя прибора, но может вызвать и термический ожог дугой рук и лица человека.
  • Гнезд для щупов. С их помощью непосредственно происходит электрическая связь прибора с измеряемым токопроводящим объектом. Провода не должны иметь потрескиваний и изломов изоляции, особенно это касается их наконечников, которые будут находиться в руках измеряющего.

Хотелось бы также упомянуть о специальных приставках к мультиметру, которые существуют и разработаны специально для того, чтобы увеличить число функций обычного прибора со стандартным набором.

Как выполняется измерение частоты

Перед тем как пользоваться мультиметром, а в частности, частотомером, внимательно нужно ознакомиться ещё раз с теми параметрами, которые он имеет возможность измерять. Для того чтобы правильно произвести их замер нужно освоить несколько этапов:

  1. Включить прибор соответствующей кнопкой на корпусе, чаще всего она выделена ярким цветом.
  2. Установить переключатель на измерение частоты переменного тока.
  3. Взяв в руки два щупа и подключив их, согласно инструкции в соответствующие гнёзда, произведём опробование измерительного устройства. Для начала нужно попробовать узнать частоту напряжения в стандартной сети 220 Вольт, она должна равняться 50 Гц (отклонение может быть в несколько десятых). Эта величина чётко контролируется поставщиком электрической энергии, так как при её изменении могут выйти из строя электроприборы. Поставщик отвечает за качество предоставляемой электроэнергии и строго соблюдает все её параметры. Кстати, такая величина является стандартной не во всех странах. Присоединив выводы частотомера к выводам розетки, на приборе высветится величина около 50 Гц. Если показатель будет отличаться, то это будет его погрешностью и при следующих измерениях это нужно будет обязательно учесть.

Далее, можно смело производить необходимые замеры, помня что частота есть только у переменного вида напряжения, постоянный ток не имеет изменяющегося периодически значения.

Другие альтернативные методы измерения

Самый эффективный и простой способ проверки частоты – это использование осциллографа. Именно осциллографом пользуются все профессиональные электронщики, так как на нём можно визуально увидеть не только цифры, но и саму диаграмму. При этом нужно обязательно отключить встроенный генератор. Новичку в электронике будет довольно проблематично выполнить данные измерения с помощью этого прибора. О том, как пользоваться осциллографом, мы рассказали в отдельной статье.

Второй вариант – это измерение с помощью конденсаторного частотомера, имеющего диапазон измерений 10 Гц-1 МГц и погрешность около 2%. Он определяет среднее значение тока разрядки и зарядки, которое будет пропорционально частоте и измеряется косвенно с помощью магнитоэлектрического амперметра, со специальной шкалой.

Ещё один метод называется резонансный и основан он на явлении резонанса, возникающего в электрическом контуре. Тоже имеет шкалу с механизмом точной подстройки. Однако промышленную величину в 50 Гц этим способом невозможно проверить, работает он от 50 000 Гц.

Читайте также:  Какая единица измерения импульса силы

Также вы должны знать, что существует реле частоты. Обычно на предприятиях, подстанциях, электростанциях – это основное устройство, которым контролируют изменение частоты. Данное реле воздействует на другие устройства защиты и автоматики для поддержания частоты на необходимом уровне. Есть разные типы реле частоты с разным функционалом, об этом мы расскажем в других публикациях.

Все же мультиметры и электронные цифровые частотомеры работают на обычном счёте импульсов, которые являются неотъемлемой частью, как импульсного так и другого переменного напряжения, необязательно синусоидального за определенный промежуток времени, обеспечивая при этом максимальную точность, а также широчайший диапазон.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Теперь вы знаете, как выполнить измерение частоты тока в сети мультиметром и частотомером. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной!
Будет интересно прочитать:

Источник

Измерения переменного напряжения звуковой частоты мультиметрами М-832

Вряд ли будет преувеличением сказать, что тестер семейства М-83х есть у каждого радиолюбителя. Простой, доступный, дешёвый. Вполне достаточный для электрика.

Но для радиолюбителя он имеет изъян при измерениях переменного напряжения. Во-первых, малую чувствительность, во-вторых, предназначен для измерений напряжений частотой 50 Гц. Часто у начинающего любителя нет других приборов, а хочется измерить, например, напряжение на выходе усилителя мощности и оценить его АЧХ. Можно ли это сделать?

В интернете все повторяют одно и то же – «не выше 400 Гц». Так ли это? Давайте посмотрим.

Содержание / Contents

Судя по имеющимся данным, многочисленные приборы семейства М-83х или D-83x собраны практически по одной схеме, поэтому высока вероятность того, что результаты измерений будут близки. Кроме того, в данном случае меня мало интересовала абсолютная погрешность данного тестера, интересовали только его показания в зависимости от частоты сигнала.

Уровень был выбран около 8 Вольт . Это близко к максимальному выходному напряжению генератора ГЗ-102 и близко к напряжению на выходе УМЗЧ средней мощности.

Лучше было бы сделать ещё серию измерений с мощным УНЧ нагруженным на повышающий трансформатор, но не думаю, что результаты изменятся разительно.
Для удобства оценки АЧХ в дБ выбран уровень 0 дБ на пределе 10 В вольтметра В3-38. При изменении частоты сигнала уровень чуть подстраивался, но изменения не превышали долей дБ, ими можно пренебречь.

↑ Результаты

Для получения табличных результатов в дБ на выходе генератора устанавливался уровень напряжения, полученного для каждой частоты, а разность в дБ считывалась и заносилась в таблицу. Некоторые неточности из-за округления в 0,5 дБ показаний лампового вольтметра и округления последней цифры показаний тестера. Считаю, в данном случае систематическую ошибку в 1 дБ вполне допустимой т. к. на слух она неощутима.

↑ Вывод

Для того чтобы утверждать, что поправки годятся для всех тестеров, нужно собрать статистику. К сожалению, мешком тестеров не располагаю.

Не надо забывать, что тестер измеряет переменное напряжение по схеме однополупериодного выпрямителя с его недостатками, такими как возможность измерений только синусоидального напряжения без постоянной составляющей, при малом измеряемом напряжении погрешность будет расти.

↑ Как можно улучшить тестер М-832 для измерений переменных напряжений?

Можно поставить дополнительный переключатель пределов «200-20 В» и ещё один резистор шунта. Но это требует разборки и доработки тестера, надо разбираться в схеме и иметь прибор для калибровки. Считаю, что это нецелесообразно.

Лучше сделать отдельную приставку, усиливающую и выпрямляющую напряжение. Выпрямленное напряжение подавать на тестер, включённый на измерение постоянного напряжения.
Но это тема для другой статьи.

↑ Файлы

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Источник

Измерения переменного напряжения звуковой частоты мультиметрами М-832

Не так часто приходится узнавать именно частоту переменного тока, по сравнению с такими показателями, как напряжение и сила тока. Например, для того чтобы измерить силу тока можно воспользоваться измерительными клещами, для этого даже необязательно контактировать с токопроводящими частями, да и напряжение проверяет любой стрелочный или цифровой мультиметр. Однако, чтобы проверить частоту, с какой меняется полярность в цепях переменного тока, то есть количество его полных периодов, используется частотомер. В принципе, прибор с таким же названием может измерять и количество механических колебаний за определённый период времени, но в этой статье речь пойдёт исключительно об электрической величине. Далее мы расскажем, как проводится измерение частоты переменного тока мультиметром и частотомером.

Читайте также:  Измерение арканы дивайн рпг

Какие приборы можно использовать

Классификация частотомеров

Все данные приборы делятся на две основные группы по области их применения:

  1. Электроизмерительные. Применяются для бытового или же производственного измерения частоты в цепях переменного тока. Их используют при частотной регулировке оборотов асинхронных двигателей, так как вид частотного измерения оборотов, в этом случае, самый эффективный и распространённый.
  2. Радиоизмерительные. Нашли применение исключительно в радиотехнике и могут измерять широкий диапазон высокочастотного напряжения.

По конструкции частотомеры делятся на щитовые, стационарные и переносные. Естественно, переносные более компактные, универсальные и мобильные устройства, которые широко применяются радиолюбителями.

Для любого типа частотомера самыми важными характеристиками, на которые, в принципе, и должен обращать внимание человек при покупке, являются:

  • Диапазон частот, которые прибор сможет измерить. При планировании работы именно со стандартной промышленной величиной 50 Гц, нужно внимательно ознакомиться с инструкцией, так как не все приборы её смогут увидеть.
  • Рабочее напряжение в цепях, в которых будут проходить измерительные работы.
  • Чувствительность, эта величина более важна для радиочастотных устройств.
  • Погрешность, с которой он может производить замеры.

Мультиметр с функцией измерения частоты переменного тока

Самый распространенный прибор, с помощью которого можно узнать величину частотных колебаний и который находится в свободном широком доступе — это мультиметр. Нужно обращать своё внимание на его функциональные возможности, так как не каждый такой прибор сможет измерить частоту переменного тока в розетке или же другой электрической цепи.

Такой тестер выполняется чаще всего очень компактным, для того чтобы в сумке он легко помещался, и был максимально функциональным, измеряющим помимо частоты также напряжение, ток, сопротивление, а иногда даже температуру воздуха, ёмкость и индуктивность. Современный вид мультиметра и его схема основаны чисто на цифровых электронных элементах, для более точного измерения. Состоит такой мультиметр из:

  • Жидкокристаллического информативного индикатора для отображения результатов измерения, расположенного, чаще всего, в верхней части конструкции.
  • Переключателя, в основном, он выполнен в виде механического элемента, позволяющего быстро перейти от измерения одних величин к другим. Нужно быть очень осторожным, так как, допустим, если измерять напряжение, а переключатель будет стоять на о, то есть сила тока, тогда следствием этого неминуемо будет короткое замыкание, которое приведёт не только к выходу со строя прибора, но может вызвать и термический ожог дугой рук и лица человека.
  • Гнезд для щупов. С их помощью непосредственно происходит электрическая связь прибора с измеряемым токопроводящим объектом. Провода не должны иметь потрескиваний и изломов изоляции, особенно это касается их наконечников, которые будут находиться в руках измеряющего.

Хотелось бы также упомянуть о специальных приставках к мультиметру, которые существуют и разработаны специально для того, чтобы увеличить число функций обычного прибора со стандартным набором.

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме

Теги статьи: Добавить тег

Измеритель сетевого напряжения, тока и частоты

Автор: Димон Безпарольный, Опубликовано 30.10.2014 Создано при помощи КотоРед.

Цифровой вольамперметр на микроконтроллере ляжет в основу менеджера нагрузок. Предыстория такова — во многих дачных домах ограничено потребление электричества. У меня ограничение — 2.2КВт. При этом в хозяйстве куча водонагревательных приборов и электроинструмента. Идея такова — отключать по протоколу X32 нагрузки с низким приоритетом в пиках потребления. Например, включили чайник 2КВт — отключился автоматически водонагреватель душа. И подключился вновь после отключения чайника.

Для работы такого менеджера необходимо измерять ток нагрузки. Заодно хотелось бы измерять напряжение, частоту и фазу, вычислять COS F.

Пока реализованы измерения напряжения и частоты. Ток предполагается измерять недорогим токовым трансформатором AC — 1020. Хотя говорят что ТТ весьма нелинейны. Прибор измеряет действующее значение напряжения по двум каналам по формуле:

Метод измерения, описываемый формулой — сумма квадратов выборок за период сетевого напряжения. Такой метод дает наибольшую точность при измерении сетевого напряжения искаженной формы. Некоторые авторы в своих статьях измеряют напряжение, стробируя при помощи таймера. Полагая что частота сети всегда равна 50Гц. Такой метод дает дополнительную погрешность. В приборе применен другой метод — отслеживание напряжения в канале. При этом отбрасывается нулевая зона, в начале и конце периода. Именно в этой зоне присутствует максимум помех из — за работы тиристорных приборов, переключающих нагрузку при переходе через нуль.

Измеренное значение усредняется при помощи метода скользящего среднего из 8 выборок измеренного и вычисленного напряжения V(формула).

Схема

Аналоговая часть. Схема в архиве. PCAD2006. Опорное напряжение — 3В, получаемое от ADR395 через повторитель на ОУ. Все аналоговые каналы (3) подключены к процессору через повторители на ОУ. На ОУ заведена средняя точка (1.5В). Относительно этой опоры заводятся два напряжения. В проекте применены Rail to Rail ОУ AD8628, в конечном продукте планируется применить счетверенные AD8643. Прибор питается от одного маломощного трансформатора через один выпрямительный диод (ток потребления 110ма). Это же напряжение подано на измерительные каналы. Поэтму на осциллограмах всегда срезана положительная полуволна напряжения.

Читайте также:  Омметр это прибор для измерения чего

Цифровая часть пока не приводится. Процессор AT91SAM7s128. Если будет интерес — приведу, но там все стандартно. В проекте применяется четырехстрочный символьный дисплей PC2004LRSCNH. Стандартный на HD44780. UART c внешним миром общается через FT232.

О программе. Программа построена с максимальным использованием прерываний. Ядро и периферия работают на частоте 48МГц. Опорный кварц 16МГц. Можно применять любой кварц — PLL имеет множитель и делитель, позволяющие довольно гибко оперировать частотами. В крайнем случае потребуется изменить множитель UART(который имеет и дробную часть). Частота работы остальной переферии и ядра некритична и должна быть меньше 50МГц.

UART

В проекте применен кольцевой буфер UART отдельно на прием и передачу. Прием и передача в порт осуществляется через соответствующие прерывания. Парсер команд обрабатывает пока только команды BEEP и Reset. Добавить что — то свое довольно просто. UART настроен стандартно 8n1 115200 (48 000 000/16/26 = 115385).

PWM

В проекте имеется пищалка с использованием одного канала PWM.

АЦП

АЦП в проекте работает также через прерывание. Используются три канала — для измерения опоры операционных усилителей (1.5В), канал 5 — напряжение, канал 6 — ток. На момент написания статьи оба канала измеряют одно и то же напряжение. Канал 5 усредняется, а канал 6 выведен без усреднения. Стробирование осуществляется с последовательным переключением канала5 и канала6. Таким образом, эффективная частота выборки для каждого канала вдвое ниже (число выборок – 183 на период). Квадраты выборок накапливаются в прерывании в стартстопном режиме за один период:

if ((Start6>1)&&(Start6 10)&&(Start6==1)) //Первая положительная полуволна if ((signADC 10)&&(Start6==3)) //Вторая положительная полуволна

Зона нечувствительности – 20 отсчетов АЦП. Остальная обработка — в основной части программы. Работу каналов измерения можно проверить двухлучевым осциллографом через маркеры — выводы PA18(канал5) и PA19(канал6). На осциллограме видно как измерения накапливаются раз в секунду за один период сетевого напряжения:

В основном цикле происходит дальнейшая обработка, усреднение и подсчет частоты:

Volt = sqrt(Summ6/Samples6); //40мкс AverVolt6 = (AverVolt6*15)/16 + Volt/16;//30мкс Freq6fl = (float)*TC1_CV/600; //Вычислить частоту в герцах

Хочу заметить, что даже вычисление квадратного корня на тактовой частоте 48МГц занимает всего лишь 40мкс. Усреднение делается по 8 выборкам. Можно увеличить число выборок, но учитывая что результат считывается и обрабатывается раз в секунду, при включении прибора, напряжение очень медленно нарастает. Как будто напряжение выпрямили и подключили к очень большому конденсатору. В качестве теста, вывод значения напряжения канала 5 осуществляется через усреднение, а канала 6 – без.

Как видно на рисунке:

Канал 5 нарастает весьма медленно. На терминал и индикатор выводится канал опорного напряжения ОУ, напряжение обоих каналов, частота и число выборок. В установвшемся режиме получим:

Должен сказать что при хорошем (без помех) напряжении усреднение вроде как и не нужно.

Измерение частоты.

Измерение частоты выполнено на двух 16-битных таймерах для двух каналов. Частота тактирования таймеров выбрана MCK/32, т.е. 1.5МГц:

*TC0_CCR = 0x6; //Для канала 5. Запретить счет. *TC0_CMR =1 Читайте также: Как выбрать светильник с датчиком движения: виды, советы по выбору, настройка и выбор места расположения (85 фото)

Цифровой ваттметр на МК.

Учет электроэнергии, считывание информации со счетчика Меркурий 230, протокол счетчика

Проект под Keil uVision4

Все вопросы в Форум.

Как вам эта статья? Заработало ли это устройство у вас?
2 1 8

Как выполняется измерение частоты

Перед тем как пользоваться мультиметром, а в частности, частотомером, внимательно нужно ознакомиться ещё раз с теми параметрами, которые он имеет возможность измерять. Для того чтобы правильно произвести их замер нужно освоить несколько этапов:

  1. Включить прибор соответствующей кнопкой на корпусе, чаще всего она выделена ярким цветом.
  2. Установить переключатель на измерение частоты переменного тока.
  3. Взяв в руки два щупа и подключив их, согласно инструкции в соответствующие гнёзда, произведём опробование измерительного устройства. Для начала нужно попробовать узнать частоту напряжения в стандартной сети 220 Вольт, она должна равняться 50 Гц (отклонение может быть в несколько десятых). Эта величина чётко контролируется поставщиком электрической энергии, так как при её изменении могут выйти из строя электроприборы. Поставщик отвечает за качество предоставляемой электроэнергии и строго соблюдает все её параметры. Кстати, такая величина является стандартной не во всех странах. Присоединив выводы частотомера к выводам розетки, на приборе высветится величина около 50 Гц. Если показатель будет отличаться, то это будет его погрешностью и при следующих измерениях это нужно будет обязательно учесть.

Далее, можно смело производить необходимые замеры, помня что частота есть только у переменного вида напряжения, постоянный ток не имеет изменяющегося периодически значения.

Источник