Zungenfrequenzmesser

Um die Frequenz von vibrierenden Maschinenteilen, aber auch des Wechselstromes in einem Stromkreis zu messen, nutzt man Zungenfrequenzmesser (Bild 1). Genutzt wird dabei die Resonanz. Wir betrachten nachfolgend einen Zungenfrequenzmesser, der zur Messung der Frequenz von Wechselstrom geeignet ist.

Ein solcher Zungenfrequenzmesser besteht aus einem Elektromagneten, vor dem sich Blattfedern unterschiedlicher Länge befinden, die vor dem Elektromagneten und einer Skala schwingen können. Die Länge der Blattfedern ist so gewählt, dass die Eigenfrequenz von Blattfeder zu Blattfeder unterschiedlich ist, sie aber alle in dem Bereich liegen, in dem eine Frequenzmessung erfolgen soll. Bei dem gezeigten Zungenfrequenzmesser liegen die Eigenfrequenzen der Blattfedern zwischen 45 Hz und 55 Hz, also im Frequenzbereich der Netzspannung (50 Hz). Die Eigenfrequenzen benachbarter Blattfedern unterscheiden sich jeweils um 0,5 Hz.
Ein solcher Zungenfrequenzmesser wird in den Wechselstromkreis eingebaut. Fließt durch den Elektromagneten ein Wechselstrom, so werden auf die Blattfedern anziehende Kräfte in der Frequenz des Wechselstromes (Erregerfrequenz) ausgeübt. Für die Blattfeder, deren Eigenfrequenz mit der Erregerfrequenz annähernd übereinstimmt, ist die Resonanzbedingung
$f_{\text{E}}=f_{\text{o}}$
erfüllt. Erregerfrequenz und Eigenfrequenz stimmen überein. Es kommt aufgrund der Resonanz zu einem heftigen Mitschwingen dieser Feder, während benachbarte Federn nur wenig oder nicht schwingen, weil bei ihnen die Resonanzbedingung nicht erfüllt ist, ihre Eigenfrequenz also nicht mit der Erregerfrequenz übereinstimmt. Für die heftig schwingende Feder kann an der Skala die Frequenz abgelesen werden.