Рассмотрим, от каких факторов зависит погрешность бт.

Из рис. 12.11,6 видно, что абсолютная погрешность определе­ния интервала времени, вызываемого нестабильностью порогового уровня, равна

(12.7)

где АПпор — нестабильность срабатывания устройства сравнения.

Подставляя в (12.7) значение производной du_c/dt =—Eo/R₀6pC_x, можно получить

Ат — A U nopRo6pC_xlЕо

и

б_т ==—бПпорЕ/Ео, где бП_Пор⁼ AUnop/E. 316

При уменьшении опорного уровня погрешность возрастает.

При Е/Ео=е имеем 6_Т = —6£/_П0ре. Эту составляющую погрешно­сти можно уменьшить, если стабилизировать ток разряда.

Учитывая, что в этом случае и_с = Е( 1—t/R₀6_PC_x), производя пре­образования, аналогичные проведенным, можно получить

= бПпор-

Особенность этого результата состоит в том, что относительная погрешность 6_Х не зависит от опорного уровня и определяется от­носительной нестабильностью срабатывания устройства сравнения.

Другой принцип преобразования измеряемого параметра в ин­тервал времени состоит в том, что измеряемый элемент цепи (R, С или L) задает период повторения последовательности прямо­угольных импульсов. Структурная схема цифрового измерителя параметров цепей на основе такого преобразователя показана на рис. 12.12. В исходном состоянии напряжение на выходе триггера

si

" обр

рп

Л

Рис, 12.12

Шмитта D1 имеет отрицательную полярность. На выходе усили­теля А1 полярность напряжения положительна. Напряжением по­ложительной полярности строго определенного уровня заряжается измеряемый конденсатор С_х через резистор R₀op. Напряжение на конденсаторе С_х будет возрастать до тех пор, пока не достигнет порога срабатывания триггера. При срабатывании триггера на­пряжение на выходе усилителя будет отрицательным и конденса­тор С_х начнет разряжаться, а напряжение «с на нем уменьшаться. Когда оно понизится до определенного уровня, триггер возвра­тится в исходное состояние. Вследствие гистерезиса уровень на­пряжения возврата ниже уровня прямого срабатывания. Переклю­чение конденсатора с заряда на разряд и наоборот будет повто­ряться. На выходе усилителя образуется последовательность пря­моугольных импульсов, период следования Т_х которых при фик­сированных порогах срабатывания триггера и амплитуде выход­ного импульса усилителя будет пропорционален постоянной вре­мени /?С-цепи. Поскольку сопротивление R_aбр имеет строго извест­ное значение, то период Т_х пропорционален С_х. Период Т_х изме­ряется цифровым измерителем интервалов времени РТЕ

На практике погрешность измерения данным методом емкостей (100 пФ ... 100 мкФ) и индуктивностей (100 мкГн... 100 мГн) сос­тавляет 1 % конечного значения установленного предела измерений ±1 младшего разряда счета.

Использование колебательного разряда конденсатора. Колеба­тельный разряд конденсатора применяется в преобразователе электронно-счетного измерителя добротности контура: измеряет­ся время, в течение которого амплитуда затухающих колебаний б контуре достигнет опорного уровня, и подсчитывается число пе­риодов свободных колебаний за это время. Структурная схема из­мерителя добротности изображена на рис. 12.13.

Рис. 12.13

До начала измерения электронный ключ S1 находится в поло­жении /. Конденсатор С_х исследуемого колебательного контура за­ряжен до напряжения Е. Начало измерения задается устройством управления: электронный ключ переводится в положение 2, а триг­гер D1 переходит из состояния 0 в состояние 1. В результате на входе временного селектора D3 появляется разрешающее напря­жение. Начинается колебательный разряд конденсатора через ка­тушку L:

«с = Д е^_< “р/^2<3 cos (&>с t—if),

где coc^'Wp]/ 1—1/4Q², гр = arctg(1 /2Q).

Затухающие колебания с LC-контура поступают на вход уст­ройства сравнения после детектора W и на вход 2 временного селектора после формирования однополярных импульсов одина­ковой амплитуды триггером D1.

Пока постоянное напряжение на входе / устройства сравнения превышает опорный уровень Е₀, задаваемый делителем Rl, R2 и источником Е, на счетчик РТ1 поступают счетные импульсы. Эти импульсы поступают в течение интервала Т_х, который может быть определен из соотношения

Когда и_с = Ео, на выходе и_с устройства сравнения появля­ется интервальный импульс, который переводит триггер D1 и_пор в состояние 0, и счет прекра­щается.

Рассмотрим диаграмму рис.