 |
Рис. 6.2. Цифровая газоразрядная Рис. 6.3. Люминес-
|
|
|
|
Рис. 6. 2. Цифровая газоразрядная Рис. 6. 3. Люминес-
индикаторная лампа центный индикатор
Основные параметры цифровых вольтметров . Точность преобразованияопределяется 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
, или (6. 1)
где - относительная погрешность измерения; - значение измеряемого напряжения; - конечное значение на выбранном пределе измерения: знаков - значение, определяемое единицей младшего разряда цифрового отсчетного устройства (аддитивная погрешность дискретности).
Основная допускаемая относительная погрешность представляется и в другом виде:
, (6. 2)
где и - постоянные числа, характеризующие класс точности прибора.
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 изменения 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 — напряжение или ток, временной интервал.
Системы кодирования — двоичная, двоично-десятичная и др.
6. 2 Цифровые вольтметры постоянного тока с поразрядным кодированием (взвешиванием)
Цифровой вольтметр с поразрядным кодированием представляет собой прибор электромеханического типа с следящим уравновешиванием, в котором происходит последовательное сравнение значений измеряемой величины с рядом дискретных значений образцовой величины. Схема такого вольтметра представлена на рис. 6. 4, а. Измеряемое напряжение через аттенюатор (делитель напряжения) подается на устройство сравнения, на второй вход которого поступает дискретное компенсационное напряжение, создаваемое источником образцового напряжения и дискретным компенсатором. Последний состоит из трех декад (рис. 6. 4, б), содержащих четыре резистора «весом» 2, 4, 2, 1, и из добавочной декады, содержащей один резистор «весом» 1. Значения сопротивлений резисторов каждой декады отличаются от значений сопротивлений резисторов следующей декады в 10 раз (на рис. 6. 4, б показана одна декада резисторов).
Рисунок 6. 4 - Структурная (а), электрическая (б) схемы цифрового вольтметра с поразрядным кодированием и временные диаграммы(в)напряжений, поясняющие принцип компенсации
Сначала резисторы заземлены и компенсационное напряжение равно нулю. Затем резистор подсоединяют к источнику опорного напряжения напряжением и компенсационное напряжение будет равно
где - проводимости соответствующих резисторов ; – коэффициент, равный 1 или 0 в зависимости от того, включен ли резистор на шину.
Устройство сравнения при дает необходимую команду Много—мало в устройство управления, пока напряжение разбаланса не сделается равным нулю. Если измеряемое напряжение больше компенсационного напряжения, то устройство сравнения дает команду Много, резистор остается включенным и параллельно к нему включается резистор и т. д. Если измеряемое напряжение, то устройство сравнения дает команду Мало, резистор отключается и включается резистор. Так по команде устройства сравнения переключаются резисторы всех декад и в цепи остаются те резисторы, параллельное соединение которых дает значение, при котором равно. Результаты измерения в двоичном коде с устройства управления поступают в устройство цифрового отсчета, где преобразуются в десятичную систему счисления и выводятся на цифровое табло, либо на цифропечатающее устройство. Временные диаграммы напряжений (рис. 6. 4, в) поясняют принцип компенсации.
|
|
|
Устройство управления состоит из коммутационной системы и датчика программы. В качестве коммутационной системы используются электромагнитные реле. При помощи контактов этих реле переключаются резисторы дискретного компенсатора, зажигаются соответствующие лампочки в цифровом устройстве отсчета, включается цифропечатающее устройство.
В качестве датчика программы используется реле-искатель, с помощью которого по очереди принудительно срабатывают коммутационные реле. Выбор предела измерения и полярности происходит автоматически. По данной схеме выполнен вольтметр ВК2-6.
Цифровые вольтметры с поразрядным кодированием позволяют измерять напряжение с наибольшей точностью, определяющим является погрешность компенсационного напряжения.
|
|
|
