振动频率是指机械部件振荡的速率,振动频率越高,振荡越快。振动频率可以通过数振动部件在每秒中的振荡循环数来确定其频率。对振动频率的测量方法,主要是用比较法和直接读数法两种。
(一)比较法
比较法测量振动频率就是用同类的已知量频率与被测的未知量频率进行比较,从而确定被测频率的大小。常用的方法有以下几种:
1、李萨育图形法
李萨育图形法测量振动频率的原理是把已知频率的电信号和被测振动通过机电转换装置(测振传感器)转换的未知频率的电信号输出,经过放大器输入到示波器的z轴,示波器的Y轴接信号发生器的已知频率信号,这时在示波器荧光屏上就会出现一个图形,这就是李萨育图形。如果被测振动频率与信号发生器的频率不相同时,图形就会变化不定。如果调整信号发生器的频率使其与被测振动频率成整数倍时,示波器上就会出现稳定的图形,然后再根据图形的形状来确定未知振动的频率值。
用李萨育图形法测频率,其测量精度取决于信号发生器频率指示精度以及图形稳定性程度。因此,用这种方法测量振动频率要求示波器和振荡器的工作频率范围要大于被测振动频率范围,在测量中要注意把图形调稳定后再读数。
2、录波比较法
录波比较法是通过传感器将被测机械振动转换成电信号,经过适当的放大后接到记录仪器上,在刻有标准时标和幅度大小的记录纸上,把振动的波形记录下来,然后以一定时标内记录的波形数来确定振动频率。这种方法在工程测量中较为常见。
3、闪光测频法
闪光测频法是用闪光仪来测量频率。闪光仪主要由一个频率可调的电脉冲发生器和一闪光灯组成。脉冲电流使灯泡按已知频率闪光来照亮振动物体,如果闪光频率正好和物体的振动频率一样时,当物体每次被照亮,振动物体正好振动到同一位置,看起来就好像物体不振动了,这时从闪光仪上读出的闪光频率就是振动物体的振动频率。
(二)直接读数法
用直接读数法测定物体振动频率一般有两种方法:一种是用指针式的频率表;另一种是用数字式的频率计。这两种方法的共同特点是把被测的机械信号转换为电信号,然后再经过放大指示出来。随着晶体管和集成电路器件的不断发展,目前多数采用数字式频率计来测量频率。这种方法具有测量精度高、稳定性能好等优点。在使用数字频率计测量频率时应注意阻抗匹配,应保证传感器的输出信号一定要大于数字式频率计的触发信号。如果传感器的输出信号太小,则应在传感器与频率计之间加一放大器,信号通过放大器放大后再送入数字式频率计,否则频率计就不能正常工作,即使有指示也不准确。除此之外,还要注意当振动波形失真太大时,要滤波后再调频。
在机械设备中,每一个运动着的零部件都有其特定的固有频率和振动频率,我们可以通过分析设备的频率特征来判断设备的工作状态。若不了解设备的结构和运动零部件的振动频率,就不能确切地判断设备的故障。因此,设备振动频率的计算和特征频率的检测,是故障诊断工作的重要环节。
2. 应用现有仪器测量频率有哪几种方法
测量方法有四种
(1)谐振法
(2)外差法
(3)示波法
(4)电子计数器法
3. 频率测量有哪三种方法
1,数字示波器有5-6位频率计,调出即可。 2,测量菜单中也有频率测量。 3,模拟示波器,读出周期,算倒数。
4. 频率测量技术的发展是什么该有频率计的工作原理
频率计又称为频率计数器,是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。频率计主要由四个部分构成:时基(T)电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。
测量方法:测量频率的方法有很多,按照其工作原理分为无源测频法、比较法、示波器法和计数法等。计数法在实质上属于比较法,其中最常用的方法是电子计数器法。电子计数器是一种最常见、最基本的数字化测量仪器。
基本原理:
频率计最基本的工作原理为:当被测信号在特定时间段T内的周期个数为N时,则被测信号的频率f=N/T(如右图所示)。
在一个测量周期过程中,被测周期信号在输入电路中经过放大、、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲,送到主门的一个输入端。主门的另外一个输入端为时基电路产生电路产生的闸门脉冲。在闸门脉冲开启主门的期间,特定周期的窄脉冲才能通过主门,从而进入计数器进行计数,计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值,内部控制电路则用来完成各种测量功能之间的切换并实现测量设置。
应用范围:
在传统的电子测量仪器中,示波器在进行频率测量时测量精度较低,误差较大。频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱,但测量速度较慢,无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率的变化。正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化,因此,频率计拥有非常广泛的应用范围。
在传统的生产制造中,频率计被广泛的应用在产线的生产测试中。频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出频率的变化,用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品,确保产品质量。
在计量实验室中,频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。
在无线通讯测试中,频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准,还可以被用来对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。
5. 频率测量的方法
频率测定方式:
(5)传统频率测量有哪些方法扩展阅读:
物理中频率的基本单位是赫兹(Hz),简称赫,也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)或吉赫(GHz)做单位。1kHz=1000Hz,1MHz=1000000Hz,1GHz=1000MHz。
为了定量分析物理学上的频率,势必涉及频率测量。
频率测量一般原理,是通过相应的传感器,将周期变化的特性转化为电信号,再由电子频率计显示对应的频率,如工频、声频、振动频率等。除此之外,还有应用多普勒效应原理,对声频的测量。
6. 频率计的测量方法
测量频率的方法有很多,按照其工作原理分为无源测频法、比较法、示波器法和计数法等。计数法在实质上属于比较法,其中最常用的方法是电子计数器法。电子计数器是一种最常见、最基本的数字化测量仪器。 无源测频法主要包括谐振法、电桥法和频率-变换电压法等方法。
1).谐振法
2). 电桥法
凡是平衡条件与频率有关的任何电桥都可用来测频,但要求电桥的频率特性尽可能尖锐。
测频电桥的种类很多,常用的有文氏电桥、谐振电桥和双T电桥,部分内容参看有关书籍。
3). 频率-电压变换法
频率-电压变换法测频就是先把频率变换为电压或电流,然后以频率刻度的电压表或电流表来指示被测频率。
下图为频率-电压变换法测正弦波频率原理框图
有源比较测频法主要包括拍频法和差频法。
1).拍频法
拍频法是将被测信号与标准信号经线性元件(如耳机、电压表)直接进行叠加来实现频率测量的,其原理电路如图5.3所示。拍频法通常只用于音频的测量,而不宜用于高频测量。
2).差频法
差频法是利用非线性器件和标准信号对被测信号进行差频变换来实现频率测量。高频段测频常用差频法测量
主要分为李沙育图形法和周期法。
在示波器上根据李沙育图形或信号波形的周期个数进行测频。这种方法的测量频率范围从音频到高频信号皆可。 直接计数单位时间内被测信号的脉冲数,然后以数字形式显示频率值。这种方法测量精确度高、快速,适合不同频率、不同精确度测频的需要。电子计数器测频有两种方式:一是直接测频法,即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法,如周期测频法。
由于数字电路的飞速发展和集成电路的普及,计数器的应用十分广泛。利用电子技术器测量频率具有精度高,显示醒目直观,测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等一系列突出优点,所以该方法是目前最好的。
7. 如何检测频率信号
如何实现频率测量:
数字频率采集过程相当简单。对低频信号来说,采用一个计数器或时基就足够了。输入信号的上升沿触发时基开始计数。因为时基的频率是已知的,输入信号的频率就可以很简单的计算出来(见图3)。
图5.数字信号频率的双计数器法测量(用于大范围测量)
这一方法相当于在大范围测量后求均值来得到信号的变化频率,但这种方法还能测量比时基频率高的输入信号。