5.3. Метод дискретного счета

Сопротивление резисторов и емкость конденсаторов также можно измерять методом дискретного счета. Принцип измерения заключается в определении интервала времени t, пропорционального постоянной времени  = RC; здесь R – измеряемое сопротивление, С – образцовая емкость или R – образцовое сопротивление, соответственно С – измеряемая емкость. Разряд конденсатора через резистор протекает в соответствии с выражением:

Через времяt = RC напряжение будет представлено формулой

U=U₁·e^-1=0.38·U₁ , (25)

следовательно, если определить интервал времени T, в течение которого напряжение U₁ уменьшится до 0,38 своей величины, то задача будет решена.

Прибор с цифровым отсчетом для измерения R или С (рис. 5.4) работает следующим образом. Источник постоянного напряжения U при положении 1 переключателя П быстро заряжает конденсатор С через ограничительный резистор R₃ до напряжения U₁. При переключении переключателя в положение 2 напряжение U₁ поступает на вход 3 сравнивающего устройства. На выходе цепи управления повторяется импульс, открывающий селектор; через последний начинают проходить на счетчик импульсы, сформированные из колебаний высокочастотного генератора f_r с кварцевой стабилизации. Одновременно начинается разряд конденсатора С через резистор R. На вход 4 сравнивающего устройства через делитель напряжения R1, R2 всегда поступает опорное напряжение U₀ = 0.38U₁, поэтому, когда при разряде конденсатора напряжение на входе 3 становится равным опорному на входе 4, сравнивающее устройство вырабатывает импульс, воздействующий на цепь управления селектором так, что последний закрывается и счет импульсов прекращается.

Работа анологичного преобразователя смотрите рис. 2.11б. В данном случае вместо линейно растущего напряжения АЦП развёртывающего преобразования используется напряжение при разряде конденсатора С от уровня до уровня равного 0.38. Временной интервал, полученный при этом заполняется счётными импульсами.

Рис. 5.4. Структурная схема цифрового измерителя емкости и сопротивления

Если через счетчик прошло Nимпульсов, то очевидно, чтоRC=NT_r, откудаR_x =N/(f_гC_об) или С_x =N/(f_гRоб).

Знаменатели здесь постоянные, а искомые величины сопротивлений прямо пропорциональны показаниям счетчика N. Погрешность измерений такими приборами составляет 0,1- 0,2 %.

Погрешности измерения: нестабильность частоты генератора, ошибки в образцовых элементах, порог чувствительности сравнения напряжений и погрешность дискретизации.

5.4. Поверка измерителей параметров цепей

Поверка мостов переменного тока проводится в соответствии с требованиями ГОСТ . При периодической поверке определяют погрешность установки частоты генератора и основную погрешность моста. Основная погрешность определяется для каждого из параметров, измеряемых мостом. Поверка проводится с помощью образцовых мер, включаемых в мост в качестве измеряемых объектов и определении основной погрешности моста. Уравновешивание моста допускается двумя способами: с помощью образцовой меры или отсчетного устройства моста. Образцовыми мерами тангенса угла потерь служат образцовые меры емкости 1, 2-го разрядов, аттестованные по тангенсу потерь. В качестве составных мер добротности могут использоваться последовательное соединение образцовой меры индуктивности и добавочного резистора. Соотношение допускаемых погрешностей составляет 1:3 для мостов 0,1- 0,5 классов точности и 1:2 для классов точности 0,001- 0,025.

Измерители добротности (куметры) поверяются: определяется основная погрешность измерения добротности; погрешность установки частоты генератора и погрешность градуировки измерительного конденсатора. Основная погрешность измерения добротности определяется с помощью образцовых мер добротности на частотах, указанных в НТД. Измерение добротности образцовой меры производится не менее трех раз на каждой частоте.

Погрешность установки частоты куметра определяют путем измерения с помощью электронно-счетного частотомера не менее чем трех значений частоты на каждом поддиапазоне. Погрешность градуировки шкалы измерительного конденсатора определяют на всех числовых отметках шкалы с помощью образцового измерителя емкости.

Погрешность образцовых средств, применяемых при поверке, не должна превышать 1/3 погрешности поверяемого прибора.