Из последних равенств получим
U'x = UИОНN/K, (2.17)
Из приведенных соотношений видно, что погрешность результата измерения зависит только от уровня образцового напряжения (а не от нескольких, как в кодоимпульсном приборе). Однако здесь также имеет место погрешность дискретности. Достоинством прибора является высокая помехозащищенность, так как он интегрирующий. На основе схем с двойным интегрированием выпускают приборы с более высоким классом точности, чем приборы с ГЛИН. Вольтметры этого типа имеют погрешность измерения 0,005...0,02 %.
Цифровые вольтметры наивысшего класса точности создаются комбинированными: в схемах сочетают методы поразрядного уравновешивания и времяимпульсного интегрирующего преобразования.
Цифровые мультиметры. Включение в схему цифрового вольтметра микропроцессора и дополнительных преобразователей позволяет превратить его в универсальный измерительный прибор - мультиметр. Цифровые мультиметры измеряют постоянное и переменное напряжение, силу тока, сопротивления резисторов, частоту электрических колебаний и т.д.
Рисунок 2.17 Цифровой вольтметр с микропроцессором
При совместном использовании с осциллографом мультиметры способны измерять интервалы времени (период, длительность импульсов и пр.), Наличие в электрической схеме вольтметра микропроцессора позволяет осуществлять автоматическую коррекцию погрешностей измерений, автокалибровку и диагностику отказов.
На рис. 2.17 в качестве примера показан цифровой вольтметр с микропроцессором. Основными устройствами вольтметра являются: микропроцессор, АЦП, блоки нормализации сигналов и управления.
Блок нормализации сигналов с помощью соответствующих преобразователей приводит входные измеряемые параметры (напряжения переменного и постоянного тока, сопротивления постоянному току и пр.) к унифицированному сигналу и который подается на вход АЦП. Последний действует обычно по методу двойного интегрирования. Блок управления обеспечивает выбор режима работы для заданного вида измерений, управление АЦП, дисплеем и создает нужную конфигурацию системы измерения.
Основой блока управления является микропроцессор, который связан с другими узлами через сдвигающие регистры. Управление микропроцессором осуществляется с помощью клавиатуры, расположенной на панели управления или через стандартный интерфейс (блок сопряжения; стык) подключаемого канала связи. Программа работы микропроцессора хранится в постоянном запоминающем устройстве ПЗУ и обеспечивается с помощью оперативного запоминающего устройства ОЗУ.
Для измерений используют встроенные высокостабильные и прецизионные резистивные делители опорного напряжения, дифференциальный усилитель ДУ и ряд внешних элементов (аттенюатор и устройство выбора режима, блок опорного напряжения uоп). Все импульсные и цифровые устройства синхронизируют сигналами генератора тактовых импульсов.
Контрольные вопросы:
Какой принцип реализован в кодоимпульсных цифровых вольтметрах?
На каком принципе строят вольтметры времяимпульсного типа?
Поясните работу цифрового вольтметра с микропроцессором.
Поясните работу цифрового вольтметра с двойным интегрированием.