Frequenz messen

Um eine einzelne Frequenz zu messen, gibt es verschiedene Methoden, die je nach Anwendung und Genauigkeitsanforderung gewählt werden. Die gängigste Methode ist die Zählung der Schwingungen oder Zyklen eines Signals innerhalb eines festen Zeitfensters, die mit speziellen Geräten wie Frequenzzählern, Multimetern oder Oszilloskopen durchgeführt wird. Diese Methode ist besonders effektiv für hochfrequente Signale. Eine alternative und oft präzisere Methode, insbesondere bei niedrigen Frequenzen oder instabilen Signalen, ist die Periodenmessung. Dabei wird die Zeit für eine vollständige Schwingung, also die Periodendauer T, gemessen. Die Frequenz wird dann als Kehrwert der Periodendauer berechnet: f=1/T. Diese Methode wird häufig von Oszilloskopen und hochpräzisen Frequenzzählern eingesetzt, da sie sich direkt auf einzelne Schwingungen konzentriert und eine höhere Auflösung ermöglicht. Für die Messung der Eigenfrequenz eines Objekts gibt es zwei grundlegende Ansätze: Die einmalige Anregung, bei der das Objekt z. B. durch Anschlagen angeregt wird und die Frequenz, mit der es anschließend schwingt, die Eigenfrequenz ist. Die zweite Methode ist die permanente Anregung, bei der das Objekt mit einem Frequenzgenerator mit verschiedenen Frequenzen angeregt wird und die Amplitude des resultierenden Schwingungszustands gemessen wird; dort, wo die Amplitude maximal ist, tritt Resonanz auf, und die Resonanzfrequenz entspricht der Eigenfrequenz. Eine weitere Methode ohne direkte Amplitudenmessung ist die Beobachtung von Chladnischen Klangfiguren, bei der Sand auf das Objekt gestreut wird und sich bei bestimmten Frequenzen in den Knotenlinien sammelt. Für die Messung der Frequenz von Wechselstrom in einem Stromkreis werden oft Zungenfrequenzmesser verwendet, die auf dem Prinzip der Resonanz basieren. Diese Geräte enthalten Blattfedern unterschiedlicher Länge, deren Eigenfrequenzen so gewählt sind, dass sie im Bereich der zu messenden Frequenz liegen, z. B. zwischen 45 Hz und 55 Hz für die Netzspannung von 50 Hz.