Weston-Frequenzmesser

Weston-Frequenzmesser-Definition

Der Weston-Frequenzmesser misst die Frequenz durch die Ablenkung einer magnetischen Nadel, die durch senkrechte Ströme in zwei Spulen verursacht wird.

Aufbau

Er umfasst zwei Spulen, drei Induktoren und zwei Widerstände, die in einer spezifischen Konfiguration angeordnet sind.

Schaltplan

Der Schaltplan zeigt Spule 1 mit einem Serie-Widerstand (R1) und einem Reaktanzspulen (L1), und Spule 2 mit einer Serie-Reaktanzspule (L2) und einem Parallel-Widerstand (R2).

Funktionsprinzip

Die Achsen beider Spulen sind wie dargestellt markiert. Die Skala des Messgeräts ist so kalibriert, dass der Zeiger bei der Standardfrequenz eine Position von 45° einnimmt. Spule 1 enthält einen Serienwiderstand (R1) und eine Reaktanzspule (L1), während Spule 2 eine Serienreaktanzspule (L2) und einen Parallelwiderstand (R2) hat. Der als L0 markierte Induktor ist in Serie mit der Versorgungsspannung angeschlossen, um höhere Harmonische zu reduzieren, hier also arbeitet dieser Induktor als Filterschaltung. Betrachten wir nun den Arbeitsvorgang dieses Messgeräts.

Wenn wir Spannung bei der Standardfrequenz anlegen, bleibt der Zeiger in der Normalposition. Wenn die Frequenz steigt, bewegt sich der Zeiger nach links und zeigt eine höhere Frequenz an. Wenn die Frequenz sinkt, bewegt sich der Zeiger nach rechts und zeigt eine niedrigere Frequenz an. Wenn die Frequenz unter dem Normalwert fällt, überquert der Zeiger die Normalposition und bewegt sich weiter nach links.

Betrachten wir den internen Arbeitsvorgang dieses Messgeräts. Der Spannungsabfall über einen Induktor ist proportional zur Frequenz der Quellspannung. Wenn die Frequenz der angelegten Spannung steigt, erhöht sich der Spannungsabfall über den Induktor L1, was den Strom durch Spule 1 erhöht. Dies führt dazu, dass der Strom durch Spule 1 zunimmt und der Strom durch Spule 2 abnimmt.

Da der Strom durch Spule 1 zunimmt, nimmt auch ihr Magnetfeld zu, was die magnetische Nadel weiter nach links bewegt und eine höhere Frequenz anzeigt. Wenn die Frequenz sinkt, tritt ein ähnliches Verhalten auf, aber der Zeiger bewegt sich nach rechts.

Verhalten bei Frequenzänderungen

Die Nadel bewegt sich nach links bei höheren Frequenzen und nach rechts bei niedrigeren Frequenzen, was die Änderung des Stroms durch die Spulen widerspiegelt.