Pomiar częstotliwości typu Weston

Definicja miernika częstotliwości Weston

Miernik częstotliwości Weston mierzy częstotliwość, wykorzystując odchylenie igły magnetycznej spowodowane prądami prostopadłymi w dwóch cewkach.

Konstrukcja

Zawiera dwie cewki, trzy induktory i dwa oporniki ułożone w określonej konfiguracji.

Schemat obwodu

Schemat pokazuje Cewkę 1 z szeregowym opornikiem (R1) i cewką reakcyjną (L1), oraz Cewkę 2 z szeregową cewką reakcyjną (L2) i równoległym opornikiem (R2).

Zasada działania

Oś obu cewek jest oznaczona jak pokazano. Skala miernika jest kalibrowana tak, że przy standardowej częstotliwości wskazówka zajmie pozycję 45o. Cewka 1 zawiera szeregowy opornik oznaczony jako R1 i cewkę reakcyjną oznaczoną jako L1, podczas gdy cewka 2 ma szeregową cewkę reakcyjną oznaczoną jako L2 i równoległy opornik oznaczony jako R2. Induktor oznaczony jako L0 jest połączony szeregowo z napięciem zasilającym, aby zmniejszyć wyższe harmoniczne, co oznacza, że ten induktor działa jako obwód filtrujący. Spójrzmy na działanie tego miernika.

Gdy stosujemy napięcie o standardowej częstotliwości, wskazówka pozostaje w normalnej pozycji. Jeśli częstotliwość wzrasta, wskazówka przesuwa się w lewo, wskazując wyższą częstotliwość. Jeśli częstotliwość maleje, wskazówka przesuwa się w prawo, wskazując niższą częstotliwość. Jeśli częstotliwość spada poniżej normalnej, wskazówka przekracza normalną pozycję i przesuwa się dalej w lewo.

Przyjrzyjmy się wewnętrznemu działaniu tego miernika. Spadek napięcia na induktorze jest proporcjonalny do częstotliwości napięcia źródłowego. Gdy częstotliwość zastosowanego napięcia rośnie, spadek napięcia na induktorze L1 rośnie, co zwiększa prąd przez Cewkę 1. To powoduje zwiększenie prądu przez Cewkę 1 i zmniejszenie prądu przez Cewkę 2.

Gdy prąd przez Cewkę 1 rośnie, jej pole magnetyczne również rośnie, powodując, że igła magnetyczna przesuwa się bardziej w lewo, wskazując wyższą częstotliwość. Jeśli częstotliwość maleje, następuje podobne działanie, ale wskazówka przesuwa się w prawo.

Zachowanie przy zmianach częstotliwości

Igła przesuwa się w lewo przy wyższych częstotliwościach i w prawo przy niższych częstotliwościach, odbijając zmianę prądu przez cewki.