- •Бийский технологический институт (филиал)
- •Цифровые измерительные устройства
- •Содержание
- •Различия между аналоговыми и цифровыми средствами измерений
- •Цифровые средства измерения напряжения
- •Измерение постоянного напряжения
- •Метод пространственного кодирования
- •Метод с промежуточным преобразованием напряжения во временной интервал (время-импульсный методы)
- •Метод двойного интегрирования
- •Метод с промежуточным преобразованием напряжения в частоту
- •Метод с промежуточным преобразованием напряжения в фазу
- •Кодово-импульсный метод (метод поразрядного кодирования)
- •Комбинированный метод преобразования
- •Автоматизация измерений
- •Автоматизация выбора предела (авп) измерений
- •Автоматическая коррекция погрешностей
- •Измерение переменного напряжения
- •Измерение частоты электромагнитных колебаний
- •Методы определения действительного значения частоты электромагнитных колебаний
- •Измерение параметров линейных элементов электрических цепей
- •Метод электронного счета
- •Цифровая обработка сигналов (dsp)
- •Типовые области применения dsp процессоров
- •Семейство 561хх. Основные характеристики
- •24 Разрядные dsp фирмы motorola
- •Обзор архитектуры и шинной организации dsp 560xx
- •Общая характеристика
- •Арифметико-логическое устройство данных
- •X0, x1, y0, y1 - буферные регистры; ак. Лу – аккумулятор логического устройства; ус – устройство сдвига; а, в – аккумуляторы процессора; шдх - шина данных х; усо – устройство сдвига-ограничения
- •Устройство генерации адресов (agu) и режимы адресации.
- •Блок регистров адреса r0-r7
- •Блок регистров смещения n0-n7
- •Блок регистров модификации м0-м7
- •Алу адресов
- •Линейный модификатор
- •Модульный модификатор
- •Модификатор реверсивного переноса
- •Программный контроллер
- •Структура программного контроллера
- •Регистр операционного режима (omr)
- •Таймер dsp56002
- •Программная модель таймерного модуля
- •Регистр таймера/счётчика tcr
- •Регистр статуса/управления tcsr
- •Литература
Различия между аналоговыми и цифровыми средствами измерений
Основные характеристики, параметры и свойства цифровых и аналоговых измерительных приборов приведены в Таблице 1.1.
Таблица 1 - Сравнение аналоговых и цифровых измерительных приборов
Параметры, характеристики, свойства |
Возможности приборов |
|
Аналоговых |
Цифровых |
|
«Длина» числового значения |
Бесконечная |
Конечная, ограничена уровнем квантования |
Пределы измерения |
~103 |
~107 |
Возможная минимальная погрешность |
~0,1% |
~0,0001% |
Технические ограничения высокой точности |
Ограничивается механизмом отсчётного устройства |
Ограничивается аналоговыми компонентами (меры и шумы) |
Ошибка при считывании результата |
Зависит от человека |
0 |
Влияние помех |
Мало, из-за инерционности отсчётного устройства |
Может быть большим при высокой частоте дискретизации |
Многопредельность измерений |
Пересчёт ведёт оператор |
Автоматический выбор предела измерения |
Отсчёт результатов |
По шкале со стрелкой |
По цифровому индикатору |
Регистрация результатов |
С помощью самописцев (кривая) |
С помощью принтера (числа) |
Запоминание |
Запись на магнитный носитель в непрерывной форме |
Запись в ОЗУ |
Удобство обозримости и анализа результатов
|
При записи в виде непрерывных кривых |
При использовании дополнительных средств (ПК) |
Контроль экстремальных значений |
Метками на шкале |
Сигнализируется с помощью специальной схемы |
Обработка результатов измерений Простейшая
Сложная |
Возможна с помощью дополнительных устройств Невозможна |
Возможна
Возможна |
Цифровые средства измерения напряжения
Измерение постоянного напряжения
При измерении постоянного напряжения предполагается, что напряжение на входе изменяется во времени значительно медленнее, чем длительность одного периода измерений. К достоинствам цифровых вольтметров относят:
- малая погрешность измерений;
- высокое быстродействие;
- отсутствие субъективных ошибок оператора;
- возможность автоматизации измерений;
- возможность использования вольтметров в качестве звеньев информационно измерительной системы.
Существует множество классификаций цифровых вольтметров. Рассмотрим некоторые из них.
По типу измеряемого напряжения:
- вольтметры мгновенного значения;
- вольтметры среднего значения за интервал времени (интегрирующие).
По виду измеряемой величины:
- вольтметры постоянного тока;
- вольтметры переменного тока и его параметров;
- универсальные вольтметры.
По способу осуществления процесса преобразования непрерывной величины в цифровой эквивалент:
- циклического типа, когда преобразование ведется непрерывно цикл за циклом;
- следящие, в которых преобразование ведется только в том случае, если непрерывная величина меняется.
По методу преобразования непрерывной величины в цифровой эквивалент:
- с пространственным кодированием;
- с преобразованием во временной интервал;
- с преобразованием в частоту;
- с преобразованием в фазу;
- двойного интегрирования;
- кодово-импульсное преобразование;
- комбинированное преобразование.
Рассмотрим эти методы подробнее.
