- •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
6.1.5. Измерители угловых перемещений
Приборы, предназначенные для измерения угловых перемещений, работают так же, как измерители линейных перемещений, и характеризуются теми же составляющими погрешности измерения. Отличие в том, что кодирующая маска выполняется в форме круга. Общий вид таких КМ приведен на рис. 6.16.


Рис. 6.16. Общий вид КМ измерителей угловых перемещений
Контрольные вопросы
Составьте таблицу истинности для 4-разрядного кода Грея.
Спроектируйте принципиальную схему последовательного преобразователя 4-разрядного кода Грея в двоичный код.
Спроектируйте принципиальную схему параллельного преобразователя 4-разрядного кода Грея в двоичный код.
Укажите достоинства и недостатки числоимпульсного метода измерения линейных перемещений.
Какие виды кодирующих масок в ЦИУ линейных перемещений вам известны?
Приведите пример функциональной схемы кодирующего устройства контактного типа для ЦИУ линейных перемещений и поясните ее принцип действия.
Приведите пример функциональной схемы кодирующего устройства бесконтактного типа для ЦИУ линейных перемещений и поясните ее принцип действия.
Для чего используется реверсивный числоимпульсный измеритель линейных перемещений? Приведите функциональную зависимость выходного кода данного устройства от входного перемещения.
В чем заключается основное отличие ЦИУ линейных и угловых перемещений?
Поясните принцип действия цифрового измерителя расстояния.
Чем обусловлены погрешности ЦИУ линейных перемещений с кодирующим устройством контактного типа?
Чем обусловлены погрешности ЦИУ линейных перемещений с кодирующим устройством бесконтактного типа?
7. Преобразователи код – напряжение
Преобразователем код-напряжение (ПКН) называется электронное устройство, предназначенное для преобразования цифрового кода NBX на входе в электрическое напряжение UВЫХ на выходе.
Преобразование код – напряжение является частным случаем цифро-аналогового преобразования. Поэтому в цифровой технике ПКН часто называют цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП).
В интегральном исполнении ЦАП выпускаются в виде микросхем, осуществляющих преобразование входного двоичного кода NBX в выходное напряжение UВЫХ или ток IВЫХ. Основные параметры и характеристики интегральных ЦАП приведены в табл. 7.1.
По способу преобразования ПКН делятся на три группы:
ПКН на основе управляемого делителя напряжения:
а) последовательного типа,
б) параллельного типа;
ПКН с суммированием токов;
ПКН с суммированием напряжений.
Основные требования к ПКН:
высокая точность;
высокое быстродействие;
высокая линейность преобразования;
высокое входное сопротивление RВХ по входу опорного напряжения (при выполнении RВХ существенно улучшается стабильность источника опорного напряжения (ИОН), даже при его сравнительно высоком выходном сопротивлении RВЫХион);
низкое выходное сопротивление RВЫХ 0 (это позволяет исключить влияние сопротивления нагрузки на результат преобразования);
высокая помехозащищенность.
В большинстве случаев практического применения ПКН выполнить все эти требования невозможно, поэтому выделяются наиболее значимые для данного применения требования и обеспечивается их выполнение.
