
- •В.О. Яцук автоматизовані засоби метрологічного забезпечення
- •16. Кодокеровані міри ємності 174
- •17. Модуль інтелектуального інтерфейсу перетворювачів 212
- •Перелік скорочень, символів та термінів
- •1. Єдність вимірювань та способи її досягнення
- •1.1. Єдність та метрологічне забезпечення вимірювань
- •1.2. Метрологія – фундамент сучасної науки і техніки
- •1.3. Метрологічне забезпечення, основні поняття
- •1.4. Методи метрологічної перевірки
- •1.5. Особливості проведення метрологічної перевірки
- •2. Багатозначні міри електричних величин
- •2.1. Забезпечення безперервного контролю процесів вимірювань
- •2.2. Аналіз можливих шляхів підвищення метрологічної надійності засобів електричних вимірювань
- •2.3. Корекція похибок звт з допомогою кодокерованих мір
- •2.4. Структурні схеми калібраторів активних та пасивних електричних величин
- •3. Міри е.Р.С., напруги та струму
- •3.1. Міри електрорушійної сили та напруги
- •3.2. Міри напруги на основі стабілітронів
- •3.3. Джерела опорної напруги на основі ширини забороненої зони напівпровідника
- •3.4. Перспективні напрямки розвитку джерел опорної напруги
- •4. ПрецИзійні масштабні вимірювальні перетворювачі
- •4.1. Вимоги до масштабних перетворювачів
- •4.2. Способи коригування випадкових похибок масштабних перетворювачів
- •4.3. Підсилювачі з мдм–перетворенням
- •4.4. Корекція випадкових похибок в підсилювачах з періодичною корекцією дрейфу
- •4.5. Широкосмугові двоканальні підсилювачі
- •4.6. Пристрої гальванічного розділення
- •5. Прецизійні генератори синусоїдної напруги
- •5.1. Методи побудови генераторів та їх основні характеристики
- •5.2. Низькочастотні rс-генератори
- •5.3. Способи стабілізації амплітуди коливань
- •5.4. Високочастотні lc-генератори
- •5.5 Стабілізація частоти генераторів
- •6. Функціональні генератори
- •6.1. Методи побудови, основні технічні характеристики
- •6.2. Помножувачі ємності
- •6.3. Перетворювачі трикутник–синус
- •6.1. Методи побудови, основні технічні характеристики
- •6.2. Помножувачі ємності
- •6.3. Перетворювачі трикутник–синус
- •7. Комутаційні елементи
- •7.1. Заступна схема комутаційних елементів
- •7.2. Електромеханічні комутаційні елементи
- •7.3. Комутаційні елементи на біполярних транзисторах
- •7.4. Комутаційні елементи на польових транзисторах
- •7.5. Оптоелектронні ключі
- •8. Кодокеровані подільники напруги та струму
- •8.1. Резистивні ккп
- •8.2. Ккп з широтно–імпульсною модуляцією (шім)
- •8.3. Ккп на базі магнітних компараторів постійного струму
- •8.4. Індуктивні ккп
- •9. Методи побудови калібраторів постійного струму і напруги постійного струму
- •9.1. Принципи побудови калібраторів
- •9.2. Калібратори на базі магнітних компараторів постійного струму
- •9.3. Калібратори на базі індуктивних подільників напруги
- •9.4. Калібратори на основі подільників з шім-перетворенням
- •9.5. Розширення границь відтворення напруг постійного струму
- •9.6. Розширення границь відтворення постійного струму
- •9.7. Структури серійних калібраторів напруги постійного струму та постійного струму
- •9.8. Характеристики серійних калібраторів постійної напруги і струму
- •10. Калібратори змінних напруги та струму
- •10.1. Функціональна схема калібраторів змінних напруг і струму
- •10.2. Система автоматичного регулювання амплітуди гоч
- •10.3. Стабілізація частоти методом синтезу частот
- •10.4. Вдосконалення підсилювачів високої напруги
- •11. Багатозначні кодокеровані міри опору
- •11.1. Особливості вимірювання та відтворення електричного опору
- •Значення вимірювальних струмів та напруг для різних значень відтворювальних опорів
- •11.2. Традиційні міри електричного опору
- •11.3. Кодокеровані магазини опору
- •11.4. Кодокеровані магазини провідності
- •12. Імітатори електричного опору
- •12.1. Методи імітації електричного опору
- •12.2. Низькоомні імітатори опору
- •12.3. Середньоомні імітатори опору. Автоматизований вибір піддіапазонів відтворення
- •12.4. Кодокеровані високоомні міри
- •13. Дистанційне передавання значень електричного опору
- •13.1. Підвищення метрологічної надійності резистивних вимірювальних каналів
- •13.2. Чотирипровідні кодокеровані імітатори опору
- •13.3. Кодокеровані імітатори активного електричного опору
- •13.4. Аналіз частотних властивостей імітаторів активного опору
- •13.5. Коригування похибок кодокерованих мір для дистанційного передавання значень опору
- •14. Методи побудови кодокерованих мір імпедансу
- •14.1. Трансформаторні міри імпедансу
- •14.2. Коригування похибок трансформаторних мір імпедансу
- •14.3. Активні імітатори імпедансу
- •14.4. Міри реактивності на потенційно-стійких елементах
- •14.5. Міри кодокерованих реактивностей із втратами
- •15. Кодокеровані Міри індуктивності
- •15.1. Міри індуктивності і взаємоіндуктивності (однозначні та з ручним управлінням)
- •15.2. Вимоги до кодокерованих мір індуктивності
- •Параметри кодокерованої міри індуктивності
- •15.3. Аналіз традиційних шляхів реалізації кодокерованих мір індуктивності
- •15.4. Обґрунтування методу побудови кодокерованих мір індуктивності
- •15.5. Особливості побудови широкодіапазонних кодокерованих мір індуктивності
- •15.6. Аналіз похибок кодокерованих мір індуктивності
- •16. Кодокеровані міри ємності
- •16.1. Однозначні та багатозначні з ручним керуванням міри ємності
- •16.2. Кодокеровані міри ємності
- •16.3. Помножувачі ємності
- •Для вхідного вузла схеми запишемо два рівняння Кірхгофа
- •16.4. Розширення діапазонів відтворення кодокерованих мір ємності
- •17. Модуль інтелектуального інтерфейсу перетворювачів
- •17.1. Основна мета впровадження стандарту ieee–p1451
- •17.2. Коротка історія виникнення інтелектуального інтерфейсу
- •17.3. Ключові технічні особливості
- •17.4. Модуль інтелектуального інтерфейсу
- •17.5. Сторінки електронних даних перетворювачів
- •17.6. Цифровий Інтерфейс
- •17.7. Функції дій “Plug and Play”
- •17.8. Шифрування фізичних одиниць в інтерфейсі іеее-1451.2
- •Шифрування фізичних одиниць в інтерфейсі іеее-1451.2
- •Канал седп
- •Перелік посилань
- •Навчальне видання
- •Автоматизовані засоби метрологічного забезпечення
9. Методи побудови калібраторів постійного струму і напруги постійного струму
9.1. Принципи побудови калібраторів
9.2. Калібратори на базі магнітних компараторів постійного струму
9.3. Калібратори на базі індуктивних подільників напруги
9.4. Калібратори на основі подільників з ШІМ-перетворенням
9.5. Розширення границь відтворення напруги постійного струму
9.6. Розширення границь відтворення постійного струму
9.7. Структури серійних калібраторів напруги постійного струму та постійного струму
9.8. Характеристики серійних калібраторів постійної напруги і струму
9.1. Принципи побудови калібраторів
Калібратори напруги постійного струму (КПН) або калібратори постійного струму (КПС) будуються за структурними схемами, приведених на рис. 9.1 і на рис. 9.2.
КПН - кодокерований подільник напруги; БМН – блок масштабування напруги
Рис. 9.1. Структурна
схема калібратори напруги постійного
струму
ПНС - перетворювач напруга-струм
Рис. 9.2. Структурна
схема калібратора постійного струму
КПС
З аналізу структурних схем КПН і КПС видно, що принципово вони відрізняються тільки вихідними масштабними блоками: БМН і ПНС відповідно. Оскільки, на даний час БМН або ПНС, як правило, реалізується на базі підсилювачів з різного виду зворотними зв’язками, а БК - це перетворювач зовнішнього коду керування у внутрішній код керування КПН і реалізований на цифрових мікросхемах традиційними методами, то, звичайно ж, основну увагу слід звернути на вибір ДОН і КПН. Як ДОН можна вибрати або нормальний елемент, або твердотільне джерело, яке, як правило, реалізується на стабілітронах з нормованим температурним і часовим дрейфом. За досягнутими метрологічними характеристиками вони стоять на одному рівні з НЕ, але з точки зору надійності, безпечності, експлуатаційних переваг і ціни вигідно відрізняються від НЕ. Питання реалізації КПН є центральним в побудові калібраторів напруги і струму.
9.2. Калібратори на базі магнітних компараторів постійного струму
Основою магнітного компаратора постійного струму МКПС є магнітне осердя, на якому намотані регулівна обмотка з кількістю витків W1 і обмотка W2 з постійним числом витків [74-76, 81] (рис.9.3).
ПДПС - прецизійне джерело постійного струму; ДБАВ - детектор балансу ампер-витків; КДС - кероване джерело струму; RN - взірцевий резистор
Рис. 9.3. Структурна
схема КПН і КПС на базі магнітних
компараторів постійного струму
З допомогою ДБАВ і КДС автоматично підтримується рівність ампер-витків МКПС при любій зміні числа витків W1
I0W1=IкW2, (9.1.)
де І0 –струм ПДПС; Ік – вихідний струм КДС.
В реальному МКПС завжди є зміщення DА від магнітних шумів і дрейфу. Тому, струм Ік буде рівний
Ік=Іс W1/W2+DА, (9.2.)
де DА=DA/W2 – еквівалентна похибка струму від магнітних шумів і дрейфу МКПС.
При відтворенні малих струмів в МКПС похибка від зміщення DА стає визначальною. Калібровані напруги постійного струму можна отримати, як спад напруги з резистора RN
Uк=E0RN/R0×W1/W2, (9.3.)
де Е0 – вихідна напруга ДОН в ПДПС; R0 – опір резистора, що задає порядок значення струму І0 ПДПС.
Відношення RN/R0 калібрується при настроюванні КПН і загальна похибка такого калібратора визначається практично тільки похибкою ДОН [81].
Розширити межі відтворення в сторону малих значень постійного струму вдається з допомогою КПН і МКПС (рис. 9.4) [82]. При відтворенні малих
ДП – диференціальний підсилювач; РДС – регульоване джерело струму; R01, R02 –взірцеві масштабні резистори.
Рис. 9.4. Структурна
схема КПН і КПС на базі магнітних
компараторів постійного струму з
розширеними межами відтворення постійного
струму
постійних струмів працює схема активного масштабного подільника струму - ДП і РДС. МКПС працює при номінальному рівні ампер-витків (похибкою від DА можна знехтувати). На резисторі R01 створюється спад напруги, значення якого вибирається з умови нехтування еквівалентної напруги зміщення ДП. Цей спад напруги автоматично зрівнюється із спадом напруги на резисторі R02. Навантаження включається в послідовне коло активного масштабного подільника струму. Як показано в [83], дискретність відтворювання напруги таким КПН може бути дуже малою (меншою від одиниць нановольт), а КПС може відтворювати струми до 10-12 ¸10-14 А, якщо ДП матиме малі струми витоку (використовується електрометричний підсилювач).
КПН і КПС на базі МКПС на сьогоднішній день є одними із найточніших засобів метрологічного забезпечення, на їх основі неважко створити автоматизовані калібратори, оскільки електронні ключі знаходяться у високоомних колах джерел постійного струму в перемикатимуть тільки число витків.