سبد خرید شما خالی است!

فرکانس متر چیست؟ آشنایی تمام و کمال با دستگاه فرکانس متر

 ۱۴۰۳/۰۷/۰۱
فرکانس متر چیست؟ آشنایی تمام و کمال با دستگاه فرکانس متر
فرکانس متر

فرکانس متر چیست؟

فرکانس متر از جمله ابزار هایی است که در بخش های متفاوت سیستم های مخابراتی و الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه به‌ ویژه در تنظیم و بررسی دقیق فرکانس امواج رادیویی، سیگنال‌ های دیجیتال و آنالوگ و در کاربردهای مختلف همچون شبکه‌ های مخابراتی، فرستنده ها، گیرنده ها و حتی در تجهیزات آزمایشگاهی اهمیت زیادی دارد.
در صنایع دیگر مانند کنترل کیفیت، مهندسی الکترونیک و حتی تحقیقات علمی، این ابزار کاربرد دارد. در ادامه این مقاله به ‌طور کامل به معرفی فرکانس متر، انواع آن و کاربردهای مختلف آن در صنایع مختلف خواهیم پرداخت تا اطلاعات جامع تری در این زمینه ارائه دهیم.

انواع فرکانس متر

انواع فرکانس متر به ‌طور کلی به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می‌شوند. در گذشته، فرکانس متر های آنالوگ بیشتر مورد استفاده قرار می گرفتند، اما با گذر زمان و پیشرفت تکنولوژی، فرکانس متر های دیجیتالی به دلیل دقت بالاتر و کاربری آسان تر جایگزین نوع آنالوگ شدند.
فرکانس متر آنالوگ یکی از اولین انواع این دستگاه‌ ها است که طراحی ساده‌ای دارد و شامل یک عقربه برای نمایش مقادیر فرکانس است. این نوع دستگاه ‌ها دقت محدودی دارند و احتمال دارد در اندازه گیری‌ خطا کنند، به همین دلیل برای بررسی منحنی تغییرات مناسب تر هستند.
فرکانس متر های آنالوگ به ‌ویژه در تابلوهای برق ساختمان و مدارهای الکتریکی کاربرد دارند و در قالب پلی کربنات طراحی می شوند. این دستگاه‌ ها در دو نوع 90 و 240 درجه موجودند و استفاده از آن ها بسیار آسان است. اجزای آن مانند شیشه و قاب به ‌راحتی قابل تعویض هستند. باکس فرکانس متر آنالوگ شامل محافظ شیشه ای و قالب پلی کربنات است که از دستگاه در برابر آسیب‌ های احتمالی محافظت می کند.
برای اینکه متوجه شوید نوع جدید فرکانس متر چیست باید بدانید که مدل دیجیتال مدل جدید تری از این دستگاه است که در دو نوع فرکانس ثابت و متغیر تولید می شود. این مدل دارای صفحه نمایشی هستند که فرکانس ورودی را به‌ صورت عددی نمایش می دهد. وظیفه آن دریافت سیگنال ولتاژ سینوسی و تبدیل آن به پالس ‌های یک طرفه است و عدد نمایش ‌داده شده روی صفحه نشان ‌دهنده فرکانس سیگنال ورودی است.
دقت این دستگاه ها تا سه رقم اعشار است و بازه زمانی تنها کمیت ثانیه را پوشش می دهد. اگر دستگاه از محدوده فرکانسی مشخص خارج شود، واکنش های غیرقابل پیش بینی خواهد داشت. فرکانس مترهای دیجیتال می توانند در صورت مشاهده تغییرات فرکانس واکنش نشان دهند.
نوعی از فرکانس متر دیجیتال با نام میکروپروسسوری می توانند تا 260 ولت برق صنعتی را پردازش کرده و فرکانس برق شهری را در بازه 30 تا 900 هرتز بررسی کنند. یکی از ساده ترین مدل های فرکانس متر، نوع ارتعاشی آن است، که میزان فرکانس منبع را با استفاده از آن به نمایش می گذارند.
فرکانس متر ارتعاشی در دسته بندی فرکانس متر های آنالوگ قرار می گیرد،‌ این سازه با عناوینی مانند فیدر ارتعاشی الکترومغناطیسی نیز شناخته می شود. یکی از ویژگی های بارز این دستگاه، مقرون به صرفه بودن آن است، چرا که اجزایی که به مرور زمان سبب فرسایش فرکانس متر می شوند در آن وجود ندارد.

 


فرکانس متر آنالوگ

فرکانس متر آنالوگ

کاربرد های فرکانس متر های آنالوگ شامل چندین حوزه مختلف است که هر یک در زیر توضیح داده شده‌اند:
  • بررسی و استفاده از آن برای سازه‌ های کوچک: فرکانس متر آنالوگ به دلیل طراحی ساده و کم ‌حجم بودن، برای استفاده در سازه ‌های کوچک بسیار مناسب هستند. این دستگاه‌ ها در اندازه ‌های کوچک و قابل حمل طراحی شده اند که آن ها را برای اندازه گیری سریع و ساده در پروژه ‌های کوچک مناسب می کند.
  • کاربردی در سنجش منحنی تغییرات: یکی از ویژگی های فرکانس مترهای آنالوگ این است که می توانند تغییرات پیوسته در فرکانس را نشان دهند. این ویژگی به کاربران امکان می دهد تا به ‌طور مستقیم و تغییرات فرکانس را روی صفحه ‌نمایش آنالوگ مشاهده کنند. این موضوع به‌ خصوص برای بررسی منحنی‌ های تغییرات فرکانس در طی زمان و مطالعه رفتار دینامیکی سیستم‌ های الکتریکی و مخابراتی مفید است.
  • استفاده از آن برای بررسی کابل ها و مدارهای الکتریکی: مدل آنالوگ در تشخیص و اندازه‌گیری فرکانس سیگنال ‌های موجود در کابل ‌ها و مدار های الکتریکی نیز کاربرد دارند. از این دستگاه می توان برای بررسی سلامت کابل‌، تشخیص خطا و بررسی اتصالات مدار استفاده کرد. 
  • سنجش و بررسی تابلوهای برق ساختمان: در تابلوهای برق ساختمان، نیاز به نظارت بر پارامترهای مختلف الکتریکی از جمله فرکانس وجود دارد. فرکانس متر آنالوگ به دلیل طراحی مقاوم و ساده، ابزاری کاربردی برای اندازه گیری و نظارت بر فرکانس شبکه برق در تابلو های برق هستند. این دستگاه ‌ها به برق کاران و تکنسین‌ ها امکان می دهند که با نگاهی سریع وضعیت فرکانس سیستم را بررسی کنند و از صحت عملکرد تجهیزات الکتریکی اطمینان حاصل کنند.

فرکانس متر دیجیتال

فرکانس متر دیجیتال به‌ طور گسترده در آزمایشات رادیویی استفاده می شوند. در این حوزه، اندازه گیری دقیق فرکانس امواج رادیویی امری ضروری است. فرکانس مترهای دیجیتال به کمک دقت بالا، امکان اندازه گیری فرکانس سیگنال ‌های رادیویی را فراهم می‌کنند و به مهندسان کمک می کنند که پارامتر های مهم امواج رادیویی، از جمله تنظیمات فرستنده‌ و گیرنده‌، را به ‌درستی بررسی و تنظیم کنند.
در سیستم‌ های الکتریکی و صنعتی، مبدل‌های اندازه گیری برای تبدیل سیگنال های الکتریکی به مقادیر قابل‌ اندازه گیری، مانند ولتاژ یا جریان، استفاده می شوند. فرکانس متر های دیجیتال می توانند سیگنال ‌های خروجی از این مبدل‌ ها را دقیق و سریع بررسی کرده و مقادیر فرکانس مربوطه را تعیین کنند. 
برای دانستن این موضوع که در صنعت کاربرد فرکانس متر چیست باید بگوییم که در صنایع مختلف مانند هوافضا، خودروسازی و انرژی، اندازه گیری دقیق لرزش و فشار برای اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات حیاتی است. فرکانس مترهای دیجیتال در این زمینه کاربرد دارند، زیرا می توانند تغییرات در فرکانس ‌های مربوط به لرزش یا فشار را با دقت ثبت و تحلیل کنند.
بسیاری از فرآیندهای صنعتی نیاز به اندازه گیری دقیق مقادیر فیزیکی مانند دما، فشار و جریان دارند. فرکانس مترهای دیجیتال به‌ عنوان بخشی از سیستم‌ های حسگری و کنترلی عمل کرده و داده‌ های مربوط به تغییرات این پارامترها را دریافت و پردازش می کنند. دقت بالای این دستگاه‌ ها در نمایش اطلاعات به‌ شکل دیجیتال، به اپراتورها اجازه می دهد که داده ‌های دقیق‌ تری از وضعیت فرایندها به دست آورند و تنظیمات لازم را اعمال کنند.

فرکانس متر ارتعاشی

فرکانس متر ارتعاشی کاربرد های متنوعی دارند. از جمله مهمترین آنها می‌توان به بررسی فرکانس منبع برای ارزیابی و تنظیم فرکانس ورودی اشاره کرد. این دستگاه‌ ها همچنین در مانیتور کردن فرکانس AC برای نظارت بر فرکانس جریان‌ های متناوب کاربرد دارند. 
اندازه گیری مدار ها یکی دیگر از کارایی ‌های این نوع فرکانس متر است که برای بررسی و کنترل فرکانس در سیستم‌ الکتریکی به کار می رود. علاوه بر این، این دستگاه‌ در تابلو های اندازه‌گیری فرکانس به‌ عنوان ابزاری مهم برای نظارت بر سیستم های برق مورد استفاده قرار می گیرند.
اندازه گیری فرکانس ژنراتور و منبع تعیین قدرت نیز از دیگر کاربردهای کلیدی فرکانس متر های ارتعاشی هستند که در تعیین دقت و عملکرد تجهیزات مرتبط با قدرت الکتریکی نقش دارند.

 

فرکانس متر چیست؟

 

طراحی و ساخت فرکانس متر

ساخت فرکانس متر اغلب با استفاده از میکروکنترلرهای صنعتی انجام می‌شود. یکی از این میکروکنترلرها PIC16C54  است که 13 پین ورودی و خروجی دارد . از این تعداد، 12 پین برای اجرای وظایف اصلی دستگاه به کار می روند. این پین ‌ها به طور ویژه برای اندازه گیری بخش‌های 4 تا 7 استفاده می شوند که وظیفه نمایش مقدار فرکانس محاسبه ‌شده را بر عهده دارند.
پین‌ های باقی مانده به ثبت داخلی میکروکنترلر PIC متصل می شوند که با نام RTCC شناخته می شود. این پین  RTCC  مسئول محاسبه رجیسترهای خروجی است. در این طراحی از یک تشدید کننده کریستالی یا سرامیکی استفاده می شود که فرکانس سیگنال ورودی را با دقت بیشتری اندازه گیری کند. به دلیل نیاز به پردازش سریع سیگنال ‌ها، فرکانس متر به یک پردازنده با سرعت بالا مجهز می شود تا عملکرد دقیق و سریع را تضمین کند.
تشدید گری که در تراشه به کار رفته است می تواند تا فرکانس 4 MHz را مورد بررسی قرار دهد، این ارقام زمانی ذکر می شوند که تراشه های کریستالی قادرند تا 20MHz را محاسبه کنند.

شمارنده فرکانس متر دیجیتالی

آیا می دانید شمارنده فرکانس متر چیست؟ این شمارنده در مدل دیجیتال دارای محدودیت‌ هایی است، زیرا این دستگاه‌ ها تنها قادر به تشخیص پالس‌ های دیجیتالی هستند. به همین دلیل، وجود یک مبدل سیگنال آنالوگ به دیجیتال ضروری است. برای این منظور، یک مدار ویژه در دستگاه‌ های دیجیتال نیاز است؛ مداری که بتواند دامنه و موج ورودی فرکانس را به سطوح TTL تبدیل کند.
وجود یک بخش نمونه گیر از سیگنال نیز لازم است. این بخش باید شامل اجزایی مانند تقویت یا تضعیف سیگنال در سطح TTL و همچنین اصلاح فاز دامنه باشد. عملکرد اصلی شمارنده‌ ها در شمارش تعداد پالس ‌های دیجیتالی در فواصل زمانی معین است. در این فرآیند، یک شمارنده مجزا باید برای ثبت و محاسبه تعداد پالس های ورودی در یک زمان ثابت وجود داشته باشد تا محاسبات به درستی انجام شوند.
پس از انجام کلیه این مراحل، قطعه صفحه نمایش مقادیر تجزیه و تحلیل شده را مورد بررسی قرار داده و آن را پاک می کند.
با انجام این پروسه سازه می تواند همواره به مقادیر صحیح دسترسی داشته باشد و احتمال بروز خطا را به حداقل برساند.

فرکانس متر چگونه کار می کند؟

عملکرد فرکانس متر دیجیتال به این صورت است که شامل یک سازه داخلی است که ولتاژ سینوسی فرکانس را به مجموعه ای از پالس ‌های یک طرفه تبدیل می کند. فرکانس سیگنال ورودی مقداری مشخص است که در یک بازه زمانی تکرار می شود. همزمان با این فرآیند، واحدهای شمارشگر حلقه ‌ها، بازنشانی می شوند. سپس این پالس‌ ها از طریق دریچه زمان پایه عبور کرده و به دریچه اصلی وارد می شوند.
در فرکانس مترهای دیجیتال از چند مدار دیجیتالی بهینه‌ سازی شده استفاده می شود تا دقت و سرعت عملکرد دستگاه افزایش یابد. واحد شمارنده یا همان کانتر، با شمارش مقادیر از پیش تعیین‌شده، پالس‌های ورودی را شمارش و ثبت می‌کند. سپس این پالس‌ها به‌عنوان خروجی به فرمت BCD کد دهی باینری بر روی صفحه ‌نمایش دیجیتال ظاهر می شوند. این فرآیند امکان اندازه گیری دقیق فرکانس را در زمان ‌های مختلف فراهم می کند.

 

فرکانس متر دیجیتال

 

بهترین مدل های فرکانس متر چیست؟

بهترین مدل‌ های فرکانس متر شامل چند نمونه برجسته هستند که با توجه به قابلیت‌ ها و دقت خود در صنایع مختلف بسیار کاربردی هستند. 
  1. فرکانس متر (کانتر) ویکتور مدل FRC–2601: این مدل دارای سیگنال ژنراتور صوتی عقربه ای است و سیگنال ‌های سینوسی و مربعی تولید می کند.
  2. فرکانس متر (کانتر) گودویل مدل GFC–8131H: دارای قابلیت اندازه گیری تا 3.1 گیگاهرتز و صفحه‌ نمایش 8 رقمی است.
  3. فرکانس متر رومیزی مستک مدل MS–6100: این دستگاه دارای دو کانال است و فرکانس‌ها را در محدوده 10 مگاهرتز تا 1300 مگاهرتز اندازه گیری می‌کند. دوره تناوب را در محدوده 0.1 ثانیه تا 0.1 میکروثانیه اندازه گیری خواهد کرد. کانال A قادر به اندازه گیری فرکانس ها از 10 هرتز تا 10 مگاهرتز و حداکثر ولتاژ قابل قبول بر روی آن 250 ولت است. کانال B تا 3 ولت ورودی را پشتیبانی می کند و دارای امپدانس ورودی 50 اهم است. این دستگاه قابلیت تولید فرکانس تا 10 مگاهرتز را دارد.
  4. فرکانس متر لوترون مدل FC–2500A: این مدل تا 2.5 گیگاهرتز را اندازه گیری می‌کند و دارای سه محدوده اندازه‌گیری 2500 مگاهرتز، 100 مگاهرتز و 10 مگاهرتز است. حساسیت بالایی در اندازه گیری فرکانس های UHF و VHF دارد.

راهنمای خرید فرکانس متر

ابتدا باید دامنه فرکانس مورد نیاز خود را مشخص کنید؛ اگر به اندازه گیری فرکانس‌های بالا مانند گیگاهرتز نیاز دارید، دستگاه‌ هایی با محدوده فرکانس بالا، مانند مدل های حرفه ای، مناسب خواهند بود. دقت اندازه‌گیری دستگاه بسیار اهمیت دارد. فرکانس مترهای دیجیتال به دلیل دقت بالا و نمایش عددی، گزینه بهتری برای کاربردهای حساس هستند.
یکی دیگر از عوامل مهم، نوع سیگنال ‌های ورودی است. برخی فرکانس متر ها قابلیت اندازه گیری سیگنال‌ سینوسی، مربعی و دیگر اشکال موج را دارند که بسته به کاربرد شما اهمیت پیدا می کند. صفحه‌ نمایش دستگاه نیز باید واضح و خوانا باشد تا نتایج به‌ راحتی قابل مشاهده باشند.
شاید برایتان سوال باشد که علت اهمیت اندازه فرکانس متر چیست؟ از آنجایی این دستگاه در محیط های مختلف استفاده می شود، مدل‌ های قابل حمل مناسب تر هستند.
قابلیت‌ های اضافی مانند امکان اندازه گیری پارامترهای دیگر مثل دما یا فشار و قیمت دستگاه نیز باید در نظر گرفته شود. انتخاب مدلی با امکانات مورد نیاز و قیمت مناسب می تواند تجربه خرید موفقی را تضمین کند.

قیمت فرکانس متر

قیمت سازه ای مانند فرکانس متر تحت تاثیر عوامل کوچک و بزرگ بسیاری در حال گردش است، نرخ فرکانس متر هایی که با نام دیجیتال به بازار عرضه می شوند از نوع آنالوگ آن بیشتر است، چرا که کیفیت، کارایی و کاربرد آن نیز در حد بالاتری قرار دارد.
اگر قصد بررسی سایر عوامل تاثیرگذار بر قیمت فرکانس متر را دارید، باید به عواملی مانند نوسانات بازار ارز و هزینه های تجهیزات اولیه نیز توجه کنید.

سوالات متداول

چه نوع سیگنال هایی را می توان با فرکانس متر اندازه گیری کرد؟

فرکانس مترها قادر به اندازه گیری سیگنال های سینوسی، مربعی، مثلثی و سایر اشکال موج های الکتریکی هستند. برخی مدل ها می توانند سیگنال های آنالوگ را به دیجیتال تبدیل کرده و اندازه‌ گیری کنند.

چگونه می توانم از فرکانس متر برای بررسی عملکرد یک ژنراتور استفاده کنم؟

برای بررسی عملکرد یک ژنراتور، فرکانس خروجی آن را با استفاده از فرکانس متر اندازه گیری کنید. با مقایسه فرکانس اندازه گیری شده با مشخصات طراحی ژنراتور، از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل می شود.

آیا فرکانس مترها می توانند برای اندازه گیری فرکانس‌ های بالا مانند GHz استفاده شوند؟

 بله، برخی فرکانس مترها برای اندازه‌گیری فرکانس‌ های بسیار بالا، از جمله فرکانس‌ های گیگاهرتز طراحی شده اند.
 
۸۰
ایمیل را وارد کنید
تعداد کاراکتر باقیمانده: 500
نظر خود را وارد کنید

ارسال