一、定义

　　频率，是单位时间内完成振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量，常用符号f或v表示，单位为秒-1。为了纪念德国物理学家赫兹的贡献，人们把频率的单位命名为赫兹，简称“赫”。每个物体都有由它本身性质决定的与振幅无关的频率，叫做固有频率。

　　《GB/T 2900.1-2008 电工术语 基本术语》对频率定义如下：周期的倒数。

　　《GB/T 2900.1-2008 电工术语 基本术语》对周期定义如下：在周期量的值等同地重复时，自变量的两个值之间的最小的差。

　　当自变量为时间时，周期的符号用T。

二、分类

　　电量频率

　　工频：而像中国使用的电是一种正弦交流电，其频率是50Hz,也就是它速度惊人的地方，一秒钟内做了50次周期性变化。交流电的频率，工业术语叫做工频。2013年,全世界的电力系统中，工频有两种，一种为50Hz，还有一种是60Hz

　　变频：变频就是改变供电频率。英译：frequency conversion 变频技术的核心是变频器，它通过对供电频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节，把50Hz的固定电网频改为变化的频率。同时，还使电源电压调节至合适范围，解决了由于电网电压的不稳定而影响电器工作的难题。通过改变交流电频的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。

　　变频电量测量是当今测量的难题，WP4000变频功率分析仪是一款比传统数字功率计拥有更宽频带和更多功能，比进口高精度功率分析仪拥有更佳频率特性的宽频功率分析仪，适用于各类变频调速系统的电压、电流、功率、谐波等电量测试、计量的新型测量设备，是变频技术高速发展的必然产物，也是变频技术持续健康发展的重要基础仪器，更是变频设备能效评测不可或缺的工具。

　　声频

　　声音是机械振动，能够穿越处于各种物态的物质。这些能够传播声音的物质称为介质。声音不能传播于真空。我们听到的声音也是一种有一定频率的声波。人耳听觉的频率范围约为20－20000HZ,超出这个范围的就不为我们人耳所察觉。低于20Hz为次声波，高于20kHz为超声波。声音的频率越高，则声音的音调越高，声音的频率越低，则声音的音调越低。

　　潮汐频率

　　在天文潮汐学中，由于各种天体活动周期长，以赫兹的单位显示不便，频率常用的单位为：cph，即cycle per hour。如最常见的M2分潮的周期约为12.42小时，则其频率通常表示为0.08051cph（次/小时）。

　　角频率

　　交流电周期的倒数叫做频率(用符号f表示)，即 f = 1/T。

　　它表示正弦交流电流在单位时间内作周期性循环变化的次数，即表征交流电交替变化的速率(快慢)。频率的国际单位制是赫兹(Hz)。角频率与频率之间的关系为：ω = 2πf。

　　转角频率

　　在控制工程学科中，当Tω=1时，ω=1/T，此时具有的ω值称为转角频率。

多普勒效应

　　一种声音尽管只有一个恒定的频率，但是对听者来说，他有时却是变化的。当波源和听者之间发生相对运动时，听者所感到的频率改变的这种现象称为多普勒效应。

　　统计频率

　　又称相对次数，即某一事件发生的次数被总的事件数目除，亦即某一数据出现的次数被这一组数据总个数去除。频率通常用比例或百分数表示。

三、频率测量

　　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。

　　测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种。

　　无源测频法(又可分为谐振法和电桥法)，常用于频率粗测，精度在1%左右。

　　有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象，再通过检测零拍现象进行测频，常用于低频测量，误差在零点几Hz；

　　后者则利用两个非线性信号叠加来产生差频现象，然后通过检测零差现象进行测频，常用于高频测量，误差在±20 Hz左右。

　　以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足，而电子计数法主要通过单片机进行控制。由于单片机的较强控制与运算功能，电子计数法的测量频率范围宽，精度高，易于实现。例如DMC300转速测量。

DMC300分布式测控系统-频率测量

 

 

　　作者：hb_yinhe

　　单位：湖南银河电气有限公司（www.vfe.cc）

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