9. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ И ФАЗЫ
Задачи, возникающие в электроснабжении объектов, нередко связаны с требованием поддержания частоты питающего напряжения около некоторого номинального значения.
Устройства для измерения частоты можно разделить на две группы: электрические и электромеханические.
Рис. 11.20. Схемы измерительного устройства частоты: а — Т-образная; б — мостовая
Следует заметить, что наибольшее распространение в системах регулирования получили электрические измерительные устройства.
Электрические устройства для измерения частоты проектируются таким образом, чтобы при номинальном ее значении (как входного сигнала) выходная величина их была равна нулю. При отклонении частоты входного сигнала от номинального значения на выходе такого устройства должен появиться сигнал соответствующей величины и фазы.
Рис. 11.21. Характеристики измерительного устройства частоты
Рис. 11.22. Схемы устройств для измерения частоты: а — Т-образная; б — мостовая
Примером такого измерительного устройства может служить двойной Т-образный фильтр (рис. 11.20). Его характеристики приведены на рис. 11.21.
Другим примером, использующим этот принцип, может служить схема, приведенная на рис. 11.22.
К электромеханическим устройствам для измерения частоты может быть отнесен электромагнитный резонансный элемент, простейшая реализация которого показана на рис. 11.23.
Переменный магнитный поток, создаваемый протекающим по обмотке электромагнита током, дважды за период притягивает упругие стальные язычки и дважды за период эти язычки под действием сил упругости возвращаются в начальное состояние.
Колебание язычков совпадает с изменением поля, создаваемого электромагнитом. При этом наибольшее отклонение будет иметь тот из них, собственная частота которого вдвое больше частоты измеряемого тока.
Устройства для измерения фазы. В системах автоматического регулирования нередко приходится сталкиваться с необходимостью измерения и регулирования фазы переменного напряжения.
Одним из широко распространенных методов измерения фазовых сдвигов является метод сравнения фазы измеряемого напряжения с напряжением эталонной частоты.
Схема измерения, в которой использован этот принцип, приведена на рис. 11.24. На один из выходов, например на 
подается сигнал, фазу которого надо измерить, на другой — 
подается эталонный сигнал.
Рис. 11.23. Электромеханическое устройство для измерения частоты: 1 — сердечник; 2 — магнитопровод; 3 — лепестки подвижные
Рис. 11.24. Схема устройства для измерения фазы
Рис. 11.25. Схема устройства для измерения фазы
Сопротивлением 
включенным в цепь катода лампы 
можно так подобрать коэффициент ее усиления, что амплитуда выходного сигнала будет равна амплитуде стандартного сигнала, усиленного лампой 
Регулируя фазовращатель таким образом, чтобы фаза измеряемого сигнала отличалась на 180° от фазы стандартного сигнала, получим на выходе устройства нулевой сигнал.
Пример другой схемной реализации для измерения фаз приведен на рис. 11.25. На один из входов, например 
ограничивающего усилителя — генератора подается сигнал, фазу которого надо измерить.
Рис. II. 26. Эпюры напряжений: а — сдвиг фаз — 0°; б — сдвиг фаз — 90°; в — сдвиг фаз — 180°.
Эпюры напряжений в соответствующих точках схемы приведены на рис. 11.26.
