頻率的測量方法

1. 頻率測量的方法

頻率測定方式：

(1)頻率的測量方法擴展閱讀：

物理中頻率的基本單位是赫茲（Hz），簡稱赫，也常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）或吉赫（GHz）做單位。1kHz=1000Hz，1MHz=1000000Hz，1GHz=1000MHz。

為了定量分析物理學上的頻率，勢必涉及頻率測量。

頻率測量一般原理，是通過相應的感測器，將周期變化的特性轉化為電信號，再由電子頻率計顯示對應的頻率，如工頻、聲頻、振動頻率等。除此之外，還有應用多普勒效應原理，對聲頻的測量。

2. 如何檢測頻率信號

如何實現頻率測量：

數字頻率採集過程相當簡單。對低頻信號來說，採用一個計數器或時基就足夠了。輸入信號的上升沿觸發時基開始計數。因為時基的頻率是已知的，輸入信號的頻率就可以很簡單的計算出來（見圖3）。

圖5.數字信號頻率的雙計數器法測量（用於大范圍測量）

這一方法相當於在大范圍測量後求均值來得到信號的變化頻率，但這種方法還能測量比時基頻率高的輸入信號。

3. 振動頻率的測量方法有哪些

振動頻率是指機械部件振盪的速率，振動頻率越高，振盪越快。振動頻率可以通過數振動部件在每秒中的振盪循環數來確定其頻率。對振動頻率的測量方法，主要是用比較法和直接讀數法兩種。
(一)比較法
比較法測量振動頻率就是用同類的已知量頻率與被測的未知量頻率進行比較，從而確定被測頻率的大小。常用的方法有以下幾種：
1、李薩育圖形法
李薩育圖形法測量振動頻率的原理是把已知頻率的電信號和被測振動通過機電轉換裝置(測振感測器)轉換的未知頻率的電信號輸出，經過放大器輸入到示波器的z軸，示波器的Y軸接信號發生器的已知頻率信號，這時在示波器熒光屏上就會出現一個圖形，這就是李薩育圖形。如果被測振動頻率與信號發生器的頻率不相同時，圖形就會變化不定。如果調整信號發生器的頻率使其與被測振動頻率成整數倍時，示波器上就會出現穩定的圖形，然後再根據圖形的形狀來確定未知振動的頻率值。
用李薩育圖形法測頻率，其測量精度取決於信號發生器頻率指示精度以及圖形穩定性程度。因此，用這種方法測量振動頻率要求示波器和振盪器的工作頻率范圍要大於被測振動頻率范圍，在測量中要注意把圖形調穩定後再讀數。
2、錄波比較法
錄波比較法是通過感測器將被測機械振動轉換成電信號，經過適當的放大後接到記錄儀器上，在刻有標准時標和幅度大小的記錄紙上，把振動的波形記錄下來，然後以一定時標內記錄的波形數來確定振動頻率。這種方法在工程測量中較為常見。
3、閃光測頻法
閃光測頻法是用閃光儀來測量頻率。閃光儀主要由一個頻率可調的電脈沖發生器和一閃光燈組成。脈沖電流使燈泡按已知頻率閃光來照亮振動物體，如果閃光頻率正好和物體的振動頻率一樣時，當物體每次被照亮，振動物體正好振動到同一位置，看起來就好像物體不振動了，這時從閃光儀上讀出的閃光頻率就是振動物體的振動頻率。
(二)直接讀數法
用直接讀數法測定物體振動頻率一般有兩種方法：一種是用指針式的頻率表；另一種是用數字式的頻率計。這兩種方法的共同特點是把被測的機械信號轉換為電信號，然後再經過放大指示出來。隨著晶體管和集成電路器件的不斷發展，目前多數採用數字式頻率計來測量頻率。這種方法具有測量精度高、穩定性能好等優點。在使用數字頻率計測量頻率時應注意阻抗匹配，應保證感測器的輸出信號一定要大於數字式頻率計的觸發信號。如果感測器的輸出信號太小，則應在感測器與頻率計之間加一放大器，信號通過放大器放大後再送入數字式頻率計，否則頻率計就不能正常工作，即使有指示也不準確。除此之外，還要注意當振動波形失真太大時，要濾波後再調頻。
在機械設備中，每一個運動著的零部件都有其特定的固有頻率和振動頻率，我們可以通過分析設備的頻率特徵來判斷設備的工作狀態。若不了解設備的結構和運動零部件的振動頻率，就不能確切地判斷設備的故障。因此，設備振動頻率的計算和特徵頻率的檢測，是故障診斷工作的重要環節。

4. 分析每種頻率測量測量方法的優缺點都有哪些

示波器測量頻率的優點：可以直觀的觀察出波形。

示波器測量頻率的缺點：誤差較大，因為示波器都沒有配高精度時基，沒有一個准確的參考，測量結果不準確。

要保證儀器在安全范圍內正常工作，保證測量波形准確、數據可靠。通用示波器通過調節亮度和聚焦旋鈕使光點直徑最小以使波形清晰，減小測試誤差；不要使光點停留在一點不動，否則電子束轟擊一點宜在熒光屏上形成暗斑，損壞熒光屏。

5. 如何用示波器測量信號頻率

一、周期法：

1、對於任何周期信號，可用前述的時間間隔的測量方法，先測定其每個周期的時間T，再用下式求出頻率f：f=1/T。

2、例如示波器上顯示的被測波形，一周期為8div，「t/div」開關置「1μs」位置，其「微調」置「校準」位置。則其周期和頻率計算如下：T=1us/div&TImes，8div=8us，f=1/8us=125kHz所以，被測波形的頻率為125kHz。

二、李沙育圖形法測頻率：

1、將示波器置X-Y工作方式，被測信號輸入Y軸，標准頻率信號輸入「X外接」，慢慢改變標准頻率，使這兩個信號頻率成整數倍時，例如fx:fy=1:2，則在熒光屏上會形成穩定的李沙育圖形。

2、李沙育圖形的形狀不但與兩個偏轉電壓的相位有關，而且與兩個偏轉電壓的頻率也有關。用描跡法可以畫出ux與uy的各種頻率比、不同相位差時的李沙育圖形。

3、利用李沙育圖形與頻率的關系，可進行准確的頻率比較來測定被測信號的頻率。其方法是分別通過李沙育圖形引水平線和垂直線，所引的水平線垂直線不要通過圖形的交叉點或與其相切。若水平線與圖形的交點數為m，垂直線與圖形的交點數n，則fy/fx=m/n

4、當標准頻率fx為已知時，由上式可以求出被測信號頻率fy。顯然，在實際測試工作中，用李沙育圖形進行頻率測試時，為了使測試簡便正確，在條件許可的情況下，通常盡可能調節已知頻率信號的頻率，使熒光屏上顯示的圖形為圓或橢圓。這時被測信號頻率等於已知信號頻率。

5、由於加到示波器上的兩個電壓相位不同，熒光屏上圖形會有不同的形狀，但這對確定未知頻率並無影響。李沙育圖形法測量頻率是相當准確的，但操作較費時。同時，它只適用於測量頻率較低的信號。

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示波器分類：

模擬示波器採用的是模擬電路（示波管，其基礎是電子槍）電子槍向屏幕發射電子,發射的電子經聚焦形成電子束,並打到屏幕上。屏幕的內表面塗有熒光物質,這樣電子束打中的點就會發出光來。

數字示波器則是數據採集，A/D轉換，軟體編程等一系列的技術製造出來的高性能示波器。數字示波器的工作方式是通過模擬轉換器（ADC）把被測電壓轉換為數字信息。

數字示波器捕獲的是波形的一系列樣值，並對樣值進行存儲，存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止，隨後，數字示波器重構波形。數字示波器可以分為數字存儲示波器（DSO），數字熒光示波器（DPO）和采樣示波器。

模擬示波器要提高帶寬，需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進。數字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉換器的性能，對示波管和掃描電路沒有特殊要求。

加上數字示波管能充分利用記憶、存儲和處理，以及多種觸發和超前觸發能力。廿世紀八十年代數字示波器異軍突起，成果累累，大有全面取代模擬示波器之勢，模擬示波器的確從前台退到後台。

6. 如何測量物體的固有頻率

固有頻率是由物體的密度、外形等物理因素決定的一個振動頻率。而施加外力使他振動的頻率叫策動頻率，屬於受迫振動。當策動頻率等於固有頻率時，物體產生諧振，到達最大振幅。

所以只要用驅動力使物體共振達到最大振幅，這時驅動力的頻率等於物體的固有頻率。

7. 單片機對頻率量有哪幾種測量方法

在單片機任何一個I/O口輸入待測的電脈沖信號，與單片機內的時鍾信號進行比較運算，就可計算出待測的電脈沖信號的頻率。
凡電脈沖信號、交流電信號都能測量。包括各種感測器、編碼器所輸出的脈沖信號。

8. 頻率測量有哪三種方法

1，數字示波器有5-6位頻率計，調出即可。 2，測量菜單中也有頻率測量。 3，模擬示波器，讀出周期，算倒數。

9. 頻率計的測量方法

測量頻率的方法有很多，按照其工作原理分為無源測頻法、比較法、示波器法和計數法等。計數法在實質上屬於比較法，其中最常用的方法是電子計數器法。電子計數器是一種最常見、最基本的數字化測量儀器。 無源測頻法主要包括諧振法、電橋法和頻率-變換電壓法等方法。
1).諧振法

2). 電橋法
凡是平衡條件與頻率有關的任何電橋都可用來測頻，但要求電橋的頻率特性盡可能尖銳。
測頻電橋的種類很多，常用的有文氏電橋、諧振電橋和雙T電橋，部分內容參看有關書籍。
3). 頻率-電壓變換法
頻率-電壓變換法測頻就是先把頻率變換為電壓或電流，然後以頻率刻度的電壓表或電流表來指示被測頻率。
下圖為頻率-電壓變換法測正弦波頻率原理框圖
有源比較測頻法主要包括拍頻法和差頻法。
1).拍頻法
拍頻法是將被測信號與標准信號經線性元件（如耳機、電壓表）直接進行疊加來實現頻率測量的，其原理電路如圖5.3所示。拍頻法通常只用於音頻的測量，而不宜用於高頻測量。

2).差頻法
差頻法是利用非線性器件和標准信號對被測信號進行差頻變換來實現頻率測量。高頻段測頻常用差頻法測量
主要分為李沙育圖形法和周期法。
在示波器上根據李沙育圖形或信號波形的周期個數進行測頻。這種方法的測量頻率范圍從音頻到高頻信號皆可。 直接計數單位時間內被測信號的脈沖數，然後以數字形式顯示頻率值。這種方法測量精確度高、快速，適合不同頻率、不同精確度測頻的需要。電子計數器測頻有兩種方式：一是直接測頻法，即在一定閘門時間內測量被測信號的脈沖個數；二是間接測頻法，如周期測頻法。
由於數字電路的飛速發展和集成電路的普及，計數器的應用十分廣泛。利用電子技術器測量頻率具有精度高，顯示醒目直觀，測量迅速，以及便於實現測量過程自動化等一系列突出優點，所以該方法是目前最好的。

10. 晶振頻率的測量方法,

晶振測量

晶振對電容負載較敏感，當使用×1擋時，探頭電容相對較大，相當於一個很重的負載並聯在晶振電路中，很容易使其停止振盪，因此我們使用10X檔的探頭更佳。

我們將示波器通道設置為交流耦合，10X檔位。確保晶振主板上電運行後，拔掉探頭的套子，露出探針。將探頭夾子接到主板地線即供電負極端，探針針尖接觸到晶振的其中一個引腳。

另外，晶振的輸出邊沿一般比較陡，上升時間較短，因為晶振的輸出中包含了較多的高頻分量，因此應該將其當作高頻信號來看待。探頭×1擋的帶寬有限制，而探頭×10擋是全帶寬開啟的，因此必須選用×10擋進行測量。