10.4. Измерение частоты методом заряда и разряда конденсатора

10.4. Измерение частоты методом заряда и разряда конденсатора

  Использование метода заряда и разряда конденсатора позволяет создавать простые в эксплуатации и недорогие частотомеры, работающие в диапазоне 0,02…1МГц , но имеющие сравнительно невысокую точность Их относительная приведенная погрешность может достигать 5 %. Принцип действия конденсаторного частотомера может быть пояснен с помощью схемы на рис 10.5,а. Входной периодический сигнал любой формы неизвестной частоты U(fx) преобразуется с помощью преобразователя в импульсный управляющий cигнал Uупр типа  меандр, имеющий ту  же частоту.

   На рис 10.6,б  показан простейший принцип преобразования входного синусоидального  колебания в колебание типа меандр Uупр и сопутствующие сигналы.  Сигнал Uупр управляет  ключом К: при положительной полярности ключ замкнут,при отрицательной – разомкнут.

 

При замкнутом  положении ключа  емкость С заряжается от источника напряжения E током iз , протекающим через сопротивление R1 и диод d1 . При разомкнутом ключе данная  емкость разряжается током iр , протекающим через диод d2, измерительный  прибор тА и сопротивление R. Чтобы заряд конденсатора происходил медленнее,чем разряд, требуется ,чтобы R1> R .

Рис 10.6.Конденсаторный частотомер:

а — структурная схема; б — временные диаграммы к схеме

 

     Непременным условием работы подобного частотомера является требо­вание того, чтобы емкость в течение зарядного времени успела полностью зарядиться до некоторого постоянного значения Е, а при разряде — напряже­ние на емкости практически становилось нулевым. Тогда максимальное зна­чение разрядного тока iр будет оставаться неизменным и равно Imax ,время разряда

τ=RC постоянным. При этом среднее значение тока, протекающего через измерительный прибор, определится формулой:

 

                                                               (10.2)

    Итак, показания измерительного прибора пропорциональны частоте fx=1/Tx:

                                 

                                Iср = fx Imax τ.