Основные параметры цифровых вольтметров 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Основные параметры цифровых вольтметров



 

Точность преобразования определяется погрешностью квантования по уровню, характеризуемой числом разрядов в выходном коде.

Погрешность цифровых вольтметров имеет две составляющие, из которых одна зависит от измеряемой величины (мультипликативная), а другая не зависит (аддитивная). Такое представление связано с дискретным принципом измерения непрерывной величины, так как в процессе квантования возникает абсолютная погрешность, обусловленная конечным числом уровней квантования.

Абсолютная погрешность измерения напряжения

 

D U = ± (d Ux + m знаков) или D U = ± (d U кз+ m знаков), (1)

 

где d - относительная погрешность измерения; Ux - значение измеряемого напряжения; U кз - конечное значение на выбранном пределе измерения; m знаков - значение, определяемое единицей младшего разряда цифрового отсчетного устройства (аддитивная погрешность дискретности).

 

Основная допускаемая относительная погрешность представляется в виде

, (2)

 

где c и d - постоянные числа, характеризующие класс точности прибора (указаны в паспорте).

 

Первый член погрешности не зависит от показаний прибора, а второй - увеличивается при уменьшении по гиперболическому закону.

Время преобразования - время, затрачиваемое на выполнение одного преобразования аналоговой величины в цифровой код.

Пределы измерения входной величины - диапазоны преобразований входной величины, которые полностью определяются числом разрядов и "весом" наименьшего разряда.

Чувствительность (разрешающая способность) - наименьшее различимое преобразователем изменение значения входной величины.

Наиболее распространенные формы входных величин ЦИП - напряжение или ток, временной интервал.

Системы кодирования - двоичная, двоично-десятичная и др.

 

Цифровые вольтметры постоянного тока с поразрядным

Кодированием (взвешиванием)

Цифровой вольтметр с поразрядным кодированием представляет собой прибор со следящим уравновешиванием, в котором происходит сравнение значений измеряемой величины с рядом дискретных значений образцовой величины. Схема такого вольтметра представлена на рис. 7, а.

Измеряемое напряжение Ux через аттенюатор (делитель напряжения), в котором напряжение приводится с помощью делителя к номинальному пределу, подается на устройство сравнения, на второй вход которого поступает дискретное компенсационное напряжение Uк, создаваемое источником образцового напряжения и дискретным компенсатором, последний состоит из трех декад (рис. 7, б), содержащих четыре резистора "весом" 8, 4, 2, 1. Значения сопротивлений резисторов каждой декады отличаются от значений сопротивлений резисторов следующей декады в 10 раз (на рис. 7, б показана только одна декада резисторов).

Перед началом измерений электронные ключи S 1 - S 4 разомкнуты, резисторы R 4 - R 7 заземлены и компенсационное напряжение Uк равно нулю. При запуске цифрового вольтметра устройство управления подсоединяет резистор наибольшего веса декады (старшего разряда) R 4 к источнику опорного напряжения U 0 и компенсационное напряжение Uк становится равным:

 

(3)

где g 1, g 2, g 3, g 4 - проводимости соответствующих резисторов R 1. k 1 - коэффициент, равный 1 или 0 в зависимости от того, включен ли резистор R 1 на шину с или на шину б.

Устройство сравнения при Ux ¹ U к дает необходимую команду много - мало в устройство управления, пока напряжение разбаланса Ux - U к не сделается равным нулю. Если измеряемое напряжение U x больше компенсационного напряжения U к (Ux > U к), то устройство сравнения дает команду много, резистор R4 остается включенным и параллельно к нему включается резистор R5. Если измеряемое напряжение Ux < U к, то устройство сравнения дает команду мало, резистор R4 выключается и включается резистор R5. Так по команде устройства сравнения переключаются резисторы всех декад и в цепи остаются те резисторы, параллельное соединение которых дает значение, при котором Ux равно U к. Результат измерения, представляющий собой двоичный код состояния ключей S 1 - S 4 с устройства управления поступает в устройство цифрового отсчета, где преобразуются в десятичную систему счисления и выводится на цифровое табло, либо на цифропечатающее устройство. Временные диаграммы напряжений (рис. 7, в) поясняют принцип компенсации.

 

 
 

 


Устройство управления состоит из микропроцессора с соответствующим программным обеспечением. В качестве коммутационной системы используются цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). При помощи ключей ЦАП переключаются резисторы дискретного компенсатора и образуются цифровые коды, которые высвечиваются на цифровом отсчетном устройстве и передаются на внешние устройства (ЭВМ, цифропечатающее устройство). Выбор предела измерения и полярности происходит автоматически.

Цифровые вольтметры с поразрядным кодированием позволяют измерять напряжения с наибольшей точностью, определяющим является погрешность компенсационного напряжения.

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 433; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.229.173.107 (4.032 с.)