64. Цифрові та аналогові вимірювальні прилади. Принцип їх дії. Переваги, недоліки.

До аналогових вимірювальних приладів (АВП) відносять прилади, покази яких є неперервними функціями часу змін вимірювальних величин.

Цифровим вимірювальним приладом (ЦВП) називається засіб вимірювання, який виробляє дискретні сигнали вимірюваної інформації, покази якого подано у цифровій формі.

На відміну від аналогових засобів вимірювання в ЦВП обов’язково автоматично виконується дискритизація вимірюваної величини у часі, квантування її по рівню, кодування інформації. Подання вимірювальної інформації у вигляді коду забеспечує зручність її реєстрації і обробки, можливість довготривалого зберігання у пристроях пам’яті без втрат, передачу на віддаль без спотворення, безпосередній ввід в ЕОМ для обробки, а також виключає суб’єктивні похибки, які може вносити оператор при реєстрації показів приладу.

ОВ – об’єкт вимірювання; АП – аналоговий перетворювач; АЦП – аналогово-цифровий перетворювач; ЦЗВІ – цифровий засіб відображення інформації; ПК – пристрій керування; М – зразкова міра; СІ – споживач інформації; БО – блок додаткової обробки (ЕОМ).

Структурна схема аналогового вимірювального приладу

ОВ - об'єкт вимірювання; ВПЕ - вимірювальний перетворювач; ВМ -вимірювальний механізм ВДП- відліковий пристрій; СІ - Споживач інформації.

65. Цифровий вимірювач інтервалів часу. Структурна схема, принцип роботи.

Спрощена структурна схема вимірювача інтервалів часу (хронометра) наведена на рис. 7.3. Часовий інтервал вимірюється підрахунком кількості імпульсів стабільної частоти , які надходять до лічильника імпульсів за час його тривалості

Рис. 7.3 Структурна схема та часовідіаграмироботивимірювачаінтервалів часу (хронометра)

Формувач імпульсів ФІ із вхідного сигналу формує імпульсні сигнали тривалістю прямокутної (чи іншої потрібної) форми. За проміжок часу підраховується кількість імпульсів, які надходять на вхід лічільника імпульсів ЛІ, а результат відображається на пристрої відображення інформації ПВІ.

Оскільки кількість імпульсів, підрахованих лічильником імпульсів, дорівнює

то вимірюваний проміжок часу можна визначити як .

При такому перетворенні виникає похибка квантування, яка зумовлена несинхронністю (незбіганням) початку та закінчення вимірюваного інтервалу ( з моментами появи відповідних квантуючих імпульсів. У найгіршому випадку похибка квантування не перевищує ±1 імпульс, а відносне значення цієї похибки становить ,тобто є обернено пропорційною до тривалості вимірюваного інтервалу.

66. Цифровий фазометр. Структурна схема, принцип роботи.

Зсув фаз двох електричних сигналів неважко перетворити в часовий інтервал за допомогою формувачів імпульсів, використовуючи моменти переходів цих сигналів через нуль.

Рис. 7.4Структурна схема та часові діаграмироботи цифрового фазометра

На рисунку 7.4. наведена схема цифрового фазометра - приладу для вимірювань зсуву фаз між двома синусоїдними сигналами частотою .

Принцип дії фазометра полягає у перетворенні вимірюваного зсуву фаз між сигналами та в часовий інтервал з подальшим вимірюванням цього інтервалу способом, описаним у попередній схемі(за проміжок часу підраховується кількість імпульсів, які надходять на вхід лічильника імпульсів ЛІ, а результат відображається на пристрої відображення інформації ПВІ).Досліджувані сигнали тут надходять на формувачі імпульсів Ф1 та Ф2, які виробляюті імпульси та у моменти переходу через нуль вхідних сигналів. Ці імпульси керуюті роботою тригера ТГ, який формує означений часовий інтервал . Оскільки імпульсів з; час буде , а зсув фази між та дорівнює , то залежність між та визначиться як , Для отримання результату вимірювання у радіанах чи градусах необхідно задаті відповідне значення зразкової частоти. Такі фазометри використовуються для вимірювань зсуву фаз між гармонічними чи імпульсними сигналами частотою до декількох мегагерц з точністю до сотих часток відсотка. Недоліком таких приладів є залежність показів від частоти вхідних сигналів.