- •Федеральное агентство по образованию
- •Проектирование цифровых измерительных устройств
- •Удк 621.317.7 (075) ббк 34.9я73
- •Удк 621.317.7 (075) ббк 34.9я73
- •Введение
- •1. Основные определения
- •Контрольные вопросы
- •2. Циу с квантованием по уровню
- •2.1. Вольтметр на основе времяимпульсного ацп однотактного интегрирования
- •2.2. Времяимпульсный вольтметр на основе ацп двухтактного интегрирования
- •2.3. Вольтметр на основе ацп - преобразования
- •2.4. Вольтметр частотно-импульсного преобразования с пнч
- •Пнч с заданным тактом (пнч зт)
- •Пнч с заданной амплитудой (пнч за)
- •Пнч с заданным интегралом непрямоугольного компенсирующего импульса (пнч зи)
- •2.5. Вольтметры уравновешивающего преобразования (кодоимпульсные вольтметры)
- •2.5.1. Вольтметр развертывающего уравновешивания с рсо
- •2.5.2. Вольтметр развертывающего уравновешивания с нсо
- •2.5.3. Вольтметры следящего уравновешивания
- •2.5.4. Вольтметр следящего уравновешивания с рсо
- •2.5.5. Вольтметр следящего уравновешивания с нсо
- •2.6. Вольтметр на основе ацп параллельного преобразования
- •2.7. Ацп конвейерного типа
- •2.8. Краткая информация об интегральных ацп
- •Контрольные вопросы
- •3. Циу с квантованием по времени
- •3.1. Цифровые частотомеры
- •3.1.1. Частотомер непрерывного преобразования
- •3.1.2. Цифровой частотомер средних значений
- •3.1.3. Цифровой частотомер номинальных значений
- •3.1.4. Цифровой процентный частотомер
- •3.2.1. Цифровой периодомер мгновенных значений
- •Цифровой периодомер мгновенных значений (цпмз) предназначен для реализации измерения за один период входного сигнала. Один из вариантов реализации структурной схемы цпмз приведен на рис. 3.6.
- •Порядок расчета структуры
- •3.2.2. Цифровой периодомер средних значений
- •3.3. Цифровые измерители длительности импульсов
- •3.3.1. Общие сведения о цифровых измерителях длительности импульсов
- •3.3.2. Расширение длительности импульсов
- •3.3.3. Использование нониусного метода для измерения длительности импульсов
- •3.3.4. Аналого-цифровой измеритель длительности одиночных импульсов
- •3.4. Цифровые фазометры
- •3.4.1. Цифровой фазометр мгновенных значений
- •Значение кванта или абсолютной погрешности квантования
- •Для расширения частотного диапазона цфмз используют два основных способа.
- •1. Применение гоч с управляемой выходной частотой, например, на базе умножителя частоты (уч) с петлей фапч.
- •2. Применение гоч с аналого-цифровым управлением
- •3.4.2. Цифровой фазометр средних значений
- •Контрольные вопросы
- •4. Измерение параметров элементов электрических цепей
- •4.1. Измерение емкости и индуктивности
- •4.2. Измерение добротности
- •5. Автоматическое переключение пределов измерения в циу
- •6. Циу пространственного преобразования
- •6.1. Циу линейных перемещений
- •6.1.1. Циу линейных перемещений контактного типа
- •6.1.2. Циу линейных перемещений с оптическим преобразователем
- •6.1.3. Числоимпульсный метод измерения перемещения
- •6.1.4. Измерители больших перемещений (расстояния)
- •6.1.5. Измерители угловых перемещений
- •Контрольные вопросы
- •7. Преобразователи код – напряжение
- •7.1. Пкн на основе управляемого делителя напряжения последовательного типа
- •7.2. Пкн на основе управляемого делителя напряжения параллельного типа
- •7.3. Пкн с суммированием напряжений на основе сетки резисторов
- •7.4. Пкн с суммированием токов
- •7.4.1. Пкн на основе матрицы резисторов с весовыми коэффициентами
- •7.4.2. Пкн на основе резистивной матрицы r-2r
- •7.5. Краткая информация об интегральных цап
- •Контрольные вопросы
- •8. Устройства индикации цифровых приборов
- •Индикаторные панели
- •9. Интерфейсы связи цифровых приборов с эвм и другими циу
- •9.1. Применение последовательного интерфейса rs232
- •9.2. Применение параллельного интерфейса ieee1284
- •9.3. Применение однопроводной шины dallas
- •9.4. Применение двухпроводной шины i2c
- •Контрольные вопросы
- •10. Элементы микропроцессорной техники в циу
- •10.1. Общие сведения о микроконтроллерах семейства piCmicro
- •Ядро микроконтроллера
- •Порты ввода-вывода
- •Периферийные модули
- •10.2. Примеры применения микроконтроллеров piCmicro
- •10.2.1. Устройство управления четырьмя светодиодами
- •10.2.2. Управление жки с помощью последовательного адаптера
- •10.3. Общие сведения о микроконтроллерах семейства avr
- •10.4. Примеры применения микроконтроллеров avr
- •10.4.1. Ик дальномер
- •Библиографический список
- •Оглавление
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет»
А.В. Михайлов, М.Г. Родионов
Проектирование цифровых измерительных устройств
Учебное пособие
«Рекомендовано УМО по образованию в области приборостроения и оптотехники в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 200100 – Приборостроение и специальности 200106 – Информационно-измерительная техника и технологии».
Омск 2007
Удк 621.317.7 (075) ббк 34.9я73
М 69
Рецензенты:
А.И. Калачев, к.т.н., проректор по учебной работе Сибирского института бизнеса и информационных технологий;
И.В. Леончиков, главный специалист по "КИП и Автоматика "ОАО Омский опытно-промышленный завод "Нефтехимавтоматика"
Михайлов А.В.
М 69 Проектирование цифровых измерительных устройств: учеб. пособие / А.В. Михайлов, М.Г. Родионов. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. – 184 с.
ISBN 5-8149-0428-3
Приведены основные принципы проектирования цифровых измерительных устройств различного назначения. Даны практические рекомендации по их проектированию.
Для студентов, обучающихся по направлению 653700 "Приборостроение", дневной, вечерней и заочной форм обучения, а также студентов других специальностей, изучающих дисциплину "Цифровые измерительные устройства".
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Омского государственного технического университета
Удк 621.317.7 (075) ббк 34.9я73
Авторы, 2007
Омский государственный
ISBN 5-8149-0428-3 технический университет, 2007
Введение
За последние сорок лет в создании новых электронных цифровых приборов и систем различного назначения наблюдалось стремительное развитие, которое привело к значительным изменениям во многих отраслях науки и техники. В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы цифровые измерительные устройства или автоматика и вычислительная техника. Это и радиоэлектронные системы, предназначенные для решения сложных комплексных задач, и изделия, имеющие особые эксплуатационные назначения и выполняющие отдельные функции, и изделия вычислительной техники, встроенные в приборы и системы или подключаемые к ним.
В развитии радиоэлектронных приборов и систем на протяжении многих лет остается стабильным только одно – непрерывное совершенствование эксплуатационных показателей и показателей функционального назначения.
Разработка и эффективное применение радиоэлектронной аппаратуры невозможны без знания основных принципов проектирования цифровых измерительных устройств различного назначения. Поэтому изучению дисциплины "Цифровые измерительные устройства" обычно уделяется повышенное внимание.
Дисциплина "Цифровые измерительные устройства", введенная в соответствии с государственными образовательными стандартами по направлению 653700 "Приборостроение", призвана сформировать у студентов понимание особенностей комплексного проектирования цифровых измерительных устройств с учетом целого ряда показателей назначения и эксплуатационных характеристик этих устройств.