8. Классификация методов измерений

Метод непосредственной оценки состоит в том, что значение величины определяется непосредственно по отчетному устройству измерительного прибора прямого преобразования (действия).

Метод сравнения с мерой состоит в том, что измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Дифференциальный метод заключается в том, что на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой.

Нулевой метод состоит в том, что результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля. Например, измерение сопротивления с помощью моста с полным его уравновешиванием.

Метод замещения заключается в том, что измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение ослабления аттенюатора с помощью образцового переменного аттенюатора.

Метод совпадения заключается в том, что разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Например, измерение частоты вращения стробоскопом, измерение положения верньера с помощью шкалы с нониусом.

Метод противопоставлений состоит в том, что измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на устройство сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами, например, измерение сопротивлений с помощью моста с помещением измеряемого сопротивления в различных плечах моста.

9. Обобщенная структурная схема цифровых

измерительных приборов (ЦИП)

Обобщенная структурная схема ЦИП может быть представлена в четырех вариантах. Измерительные преобразователи ИП и АЦП являются обязательными для всех вариантов схем. Канал а-б, содержащий преобразователь кодов ПКК и цифровое отсчетное устройство ЦОУ, характерен для обычных ЦИП, не использующих цифровой обработки сигналов. Ветвь а-в включает преобразователь кодов, ЭВМ (программируемый микропроцессор) и далее преобразователь кодов и цифровое отсчетное устройство. Ветвь а-г характерна для ЦИП, использующих цифровую обработку сигналов с последующим преобразованием в аналоговую величину и соответствующее отсчетное устройство АОУ.

Рис. 4.2. Структурная схема цифрового измерительного прибора

Структурные схемы ЦИП разделяются на схемы прямого и уравновешивающего преобразования. Если измеряемая величина удобна для непосредственного квантования (интервал времени или частота), то применяют структурную схему прямого преобразования. Если измеряемая величина неудобна для непосредственного квантования и ее нельзя преобразовать в интервал времени, но измеряемая величина удобна для сравнения (например, ток или напряжение), то целесообразно использовать схему уравновешивающего преобразования.

Перечислим основные достоинства ЦИП: высокое быстродействие – до сотен миллионов измерений в секунду; высокая точность; отсутствие субъективных погрешностей отсчета; наличие на выходе кодового сигнала, удобного для запоминания, ввода в ЭВМ, цифрового преобразования; возможность автоматической калибровки и автоматического введения поправки с целью уменьшения систематических погрешностей; возможность автоматической обработки результатов измерения с целью уменьшения случайных погрешностей и др.

Недостатками ЦИП следует считать: необходимость высокой линейности преобразователей (нелинейность вызывает погрешность, численно равную нелинейности; в случае аналоговых приборов нелинейность преобразователей может быть легко скомпенсирована шкалой); сложность и высокая стоимость, что в условиях бурного развития микроэлектроники носит преходящий характер.