Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 06-11-2024

Frequentiemeetinstrumenten

betekenis & definitie

instrumenten voor de bepaling van de frequentie van trillingen en andere periodieke verschijnselen.

Deze metingen zijn het meest geperfectioneerd voor elektrische verschijnselen, maar aangezien mechanische en andere niet-elektrische verschijnselen veelal eenvoudig in elektrische stromen of spanningen kunnen worden ‘vertaald’, zijn deze meetinstrumenten zeer algemeen toepasbaar. Zij komen in grote verscheidenheid voor, voornamelijk omdat het frequentiegebied dat voor wetenschap en techniek van belang is, ongehoord groot is (< 1 Hz ... > 1 GHz).De principieel eenvoudigste methode is die van de frequentieteller, waarmede het aantal perioden in een nauwkeurig bekend tijdbestek (bijv. 1 s) wordt geteld. Deze telling kan langs elektronische weg geschieden tot frequenties ≧ 100 MHz. In het apparaat dient een zeer nauwkeurig werkende klok aanwezig te zijn om het tijdinterval af te passen. Deze klok werkt gewoonlijk met behulp van een frequentiestandaard, d.w.z. een elektrische generator, die een frequentie van een nauwkeurig bekende en constante waarde levert. Een andere meetmethode maakt gebruik van resonantieverschijnselen. Een bekend voorbeeld hiervan is de tongenfrequentiemeter, die veelvuldig gebruikt wordt ter bepaling van de frequentie van de spanning van het elektrische net. Deze meter bestaat uit een reeks metalen tongen, gemonteerd op een gemeenschappelijke balk, die in trilling kan worden gebracht door middel van een spoelsysteem dat door de netstroom doorlopen wordt.

De tongen zijn van zodanige afmetingen, dat zij resonantiefrequenties vertonen, die op kleine onderlinge afstanden in een frequentieinterval rondom de meestvoorkomende netfrequentie liggen. De tong, die met de grootste amplitude gaat trillen, ligt het dichtst bij de netfrequentie.

Het resonantieprincipe wordt ook toegepast in de trilholteresonator in het microgolfgebied. Deze bestaat uit een gesloten metalen cilindrische pot, waarvan de afmetingen door verschuiving van de bodem kunnen worden gevarieerd. In deze trilholte kan een elektromagnetisch trillingsverschijnsel optreden, dat door koppeling aan een microgolfsysteem kan worden aangesloten. Deze trilling vertoont een zeer scherp en dus duidelijk resonantieverschijnsel bij een frequentie, die afhankelijk is van de afmetingen van de trilholte. Het is mogelijk deze frequentie als functie van de plaats van het beweegbare deksel te ijken. De trilholte wordt met het microgolfsysteem via een kleine opening gekoppeld. Wanneer de in het microgolfsysteem aanwezige elektromagnetische golf in frequentie overeenstemt met de resonantiefrequentie van de trilholte, gaat deze holte energie uit het microgolfsysteem absorberen, hetgeen op verschillende manieren geconstateerd kan worden.

Men kan frequenties ook meten door vergelijking met bekende frequenties. Ook deze zijn te verkrijgen met behulp van frequentiestandaarden. Uitgaande van een generator kan men door frequentiedeling resp. -vermenigvuldiging van de hierdoor geleverde frequentie en combinaties van deze afgeleide frequenties door optellen resp. aftrekken, series standaardfrequenties verkrijgen van zeer nauwkeurig bekende en constante intervallen. Men kan dan onbekende frequenties meten door vergelijking van een naastliggend element uit de standaardreeks. Deze vergelijking kan geschieden door bestudering van de lissajousfiguren, die ontstaan als men op de horizontale en verticale afbuigplaten van een oscilloscoop de bekende resp. onbekende frequentie aansluit. Men kan ook het verschil tussen onbekende en vergelijkingsfrequentie met een frequentieteller meten.

< >