книги / Цифровые измерительные приборы

торых измеряемое сопротивление преобразуется в пропорциональ­ ное ему напряжение»

Особенностью приборов первой группы является то, что в ка­ честве регулируемого плеча моста (обычно одинарного) в нем при­ меняются сопротивления дискретного делителя, служащего при измерении напряжений для выработки компенсационного напря­ жения. Это налагает определенные требования на схему дискрет­ ного делителя и на выбор величин сопротивлений. Так, в вольтомметре оказывается невозможным применение схемы делителя с меж­ декадными сопротивлениями, что, в свою очередь, вызывает не­

обходимость снижения но­

метра изображена на рис. 3-1. Здесь группа сопротивлений Rg образует регулируемое плечо, а сопротивление Rn позволяет изменять пределы измерения при­ бора.

Как известно, условием равновесия моста является выполне­

откуда видно, что изменением сопротивления i?„ можно в широ­ ких пределах изменять диапазон измеряемых сопротивлений при заданных изменениях сопротивления регулируемого плеча Rg. Питание моста осуществляется от источника и, включенного в ди­ агональ вг. Момент баланса определяется схемой сравнения, под­ ключенной к диагонали аб. Величина напряжения источника питания выбирается с учетом чувствительности схемы сравнения. Обычно напряжение не превышает нескольких десятков вольт. Иногда для получения достаточной чувствительности моста и огра­ ничения мощности, выделяемой на измеряемом резисторе, на­ пряжение источника питания меняют в зависимости от выбранного предела измерения.

Для питания моста используются источники, к стабильности которых предъявляются значительно менее жесткие требования, чем к стабильности источников, питающих дискретные делители.

Из выражения (3-1) следует, что

р> _

*g

и не зависит от и.

Иногда с целью развязки измерительных цепей и цепей пита­ ния мостовую схему питают от конденсатора достаточно большой емкости, который заряжается до значения и в интервалах между измерениями.

Вольтомметры второй группы содержат преобразователь со­ противления в пропорциональное ему напряжение, которое, из­ меряется вольтметровой частью прибора.

Преобразование сопротивления в напряжение может осуще­ ствляться различными способами. Блок-схема преобразователя с использованием операционного усилителя УО изображена на рис., 3-2, а.

Рис. 3-2. Блок-схема преобразователей сопротивления в напряжение

Известно, что при достаточно большом коэффициенте усиления

оказывается пропорциональным измеряемому сопротивлению при постоянных и0 и R.

Выбор пределов измерения может быть осуществлен путем из­ менения сопротивления R.

Другой способ преобразования сопротивления в напряжение основан на использовании стабилизатора тока. Блок-схема такого преобразователя изображена на рис. 3-2, б. Стабильность вели­ чины тока, проходящего через измеряемое сопротивление Rx, достигается за счет включения последовательно с ним большого до­ бавочного сопротивления Rg. Более подробно этот тип преобразо­ вателя будет рассмотрен ниже.

Вольтметровая часть вольтомметров первой группы, как пра­ вило, выполняется по схеме поразрядного уравновешивания; вто­ рой группы — с использованием одного из методов, применяемых в вольтметрах.

О до 1000 в и омических сопротивлений в диапазоне от 0,01 до 1999 ком при

температуре окружающего воздуха от —30 до +40° С п относительной влажпостн до 95% (при +25° С).

Пределы измерения: напряжений 19,99—199,9—1000 в; сопротивле­ ний 18—180—1999 ком.

Входное сопротивление вольтметра не менее 1 Мом.

Выбор предела измерения (при измерении напряжений п сопротивлений) л определение полярности (npif измерении напряжении) осуществляются автоматически.

Основная погрешность прибора (прп температуре 20 ± 5° С и относи­

тельной влажности 65 rh 15%) не превышает при измерении напряжении dz (0,2% показания + 1 знак); при измерении сопротивлений zh (0,3% пока­

зания + 1 знак).

Дополнительная погрешность, вызванная повышением влажности окру­ жающего воздуха от 65 dz 15% до 95% прп +20° С, не превышает!^ (0,8% по­ казания + 2 знака).

Время одного измерения не более 3 сек.

Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 edz 10%, частотой 50 dz 0,5 гц\ 220 в ± : 3% или 115 edz 3%, частотой 400 е ц + (+7% dz -Б )% .

Потребляемая от сети мощность яе превышает 70 ва.

Габаритные размеры прибора — 325X220X415 лис; вес не более 30 кГ,

Принцип измерения напряжений — поразрядное уравновешивание. Дискретный делитель выполнен по звездообразной схеме. Весовые сопро­

тивления иабрапы по коду 2-4-2-1. Дискретный делитель питается от пара­ метрического стабилизатора иа кремниевых стабилитронах.

Для измерения сопротивлений используется одинарный мост, регули­ руемым плечом которого служат сопротивления дискретного делителя.

Схема управления прибора содержит реле (РЭС-9) п программирующий переключатель в виде релешскателя, который задает порядок включения реле. Контакты реле переключают весовые сопротивления и через дешифратор управляют лампами проекционного отсчетпого устройства.

Сравнивающее устройство в приборе представляет собой четырехкаскадпый усилитель переменного тока с вибропреобразователем на входе.

Калибровка прибора (при измерении напряжений) производится путем измерения поданного на его вход напряжения 14—15 в, контролируемого

потенциометром класса 0,05. В случае отличия показаний прибора от значе­ ния, определенного потенциометром, производится регулировка прибора.

Калибровка должна производиться не реже одпого раза в три месяца. Цифровой волътомметр BK7-Î0 представляет собой быстродействующий

электронный прибор, основанный на принципе время-импульсного преобра­ зования. Предназначен для измерения постоянного и переменного напряже­ ний в диапазоне от 0 до 1000 в и сопротивлении в диапазоне от 1 ом до 10 Мом

в лабораторных и цеховых условиях.

Пределы измерения вольтомметра: при измерении напряжении постоян­ ного тока 10—100—1000 в\ при измерении напряжений переменного тока (действующие значения) 10—100—1000 в; .при измерении сопротивлений 1—10—100 ком — 1—10 Мом,

При измерении напряжений возможно расширение пределов на 20% (кроме предела 1000 в).

Разрешающая способность прибора 10 мв.

Частотный диапазон при измерении переменных напряжений 20 ец —

20 кгц.

Сопротивление прибора прп измерении напряжений но менее 1 Мом% входная емкость при измерении переменных напряжений не более 150 пф.

Выбор полярности прп измерениях напряжений постоянного тока про­ изводится автоматически.

Основная погрешность прибора не превышает прп измерении постоян­ ных напряжений dz (0,5% показания + 1 знак); при измерении переменных напряжений: dz (0*5% показания + 1 знак) па пределе 10 ± (1% показа-

Прпбор приводится в действие вручную или автоматически от внутрен­ него пли внешнего источника пусковых импульсов. Интервалы менаду изме­ рениями при внутреннем запуске регулируются в пределах от 0,1 до 5 сек.

При внешнем запуске интервал между измерениями не должен быть меньше 5 мсек.

Время установления показаний при измерении переменных напряже­ ний не более 10 сек.

В приборе использовано отсчетное устройство на цифровых лампах типа ИН-1.

Выход на регистрирующее устройство осуществлен в коде 8-4-2-1. Сигнал передается напряжением с уровнем 5 в на сопротивлении 5 ком.

Питание прибора производится от сети переменного тока напряжением;':

Мощность, потребляемая от сетп, не превышает 120 ва. Габаритные размеры 380x320x370 мм; вес не более 25 кГ .

Цифровой аолътомметр Щ 1451М предназначен для измерения напряже­ ний постоянного тока в диапазоне от 0 до 1000 в п сопротивлений постоян­ ному току до 10 М ом в лабораторных и производственных условиях при тем­

пературе окружающего воздуха от + 1 0 до + 3 5 ° С и относительной влаж­ ности до 80% (прп + 30° С).

Пределы измерения вольтомметра: по напряжению 0,9999—9,999— 99,99—999,9 в; по сопротивлению 9,999—99,99—999,9 ом — 9,999—99,99—* 999,9 ком — 9,999 М ом .

Прпбор имеет «Вход I» для измерения напряжений от 0 до 1000 в и со­ противлений от 1 ком до 10 М ом : сопротивление прибора прп атом не менее 10 М ом ± 0 ,3 % ; «Вход II» для измерения напряжений от 0 до 0,9999 в:

сопротивление прибора в этом случае при измерении напряжений (в момент компенсации) не менее 100 М ом ; «Вход III» для-измерения сопротивлений до 999,9 ом.

Выбор предела измерения напряжений п сопротивлений, а также выбор полярности (прп пзмеренпп напряжений) производится автоматически.

Прпбор имеет два режима работы: разовых и периодических измерений. Для осуществления разовых измерений в приборе предусмотрена пусковая кнопка. Возможен также дистанционный запуск. В режиме периодических измерений запуск прибора производится автоматически от встроенного реле времени. Интервалы между замерами; 3^-5*—10*=^15—20^30^40*^50^-60 сек

с погрешностью не более ± 20% ,

осуществлен в коде 2-4-2-1 и рассчитан па напряжение постоянного тока не более 40 в и ток не более 300 ма. Мощность, рассеиваемая на нагрузке, не превышает 2,5 ет.

Калибровка прибора производится по встроенному нормальному эле­ менту класса 0,02.

Переключение рода измеряемой величины, включение калибровки п выключение прибора осуществляется с помощью кнопочного переключателя.

Питание прибора производится от сети переменного тока напряжением 220 в ± 10%, частотой 50 гц zfc 2%.

Потребляемая от сети мощность не превышает 90 ва. Габаритные размеры — 488X225X400 мм; вес не более 26 кЛ

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

ЧАСТОТОМЕРЫ И ИЗМЕРИТЕЛИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

4-1. Классификация и принципы построения частотомеров

Цифровые частотомеры применяются для измерения электри­ ческих и неэлектрических величин, предварительно преобразован­ ных в частоту; в измерительных информационных системах — в качестве кодирующих преобразователей.

Цифровые частотомеры по частотному диапазону могут быть разделены на высокочастотные и низкочастотные.

- Высокочастотные частотомеры измеряют непосредственно час­ тоты дс 100 Мгщ для частот выше 100 Мгц используются дополни­ тельные устройства, предварительно понижающие измеряемую частоту.

Низкочастотные частотомеры можно разделить на приборы с отсчетом в единицах периода; с отсчетом в единицах частоты; частотомеры номинальных значений; процентные частотомеры.

В соответствии с принятой здесь классификацией частотомеров ■рассмотрим принципы их построения.

Высокочастотные частотомеры. Принцип действия высокоча­ стотных частотомеров заключается в подсчете числа периодов ^неизвестной частоты Тх за образцовый промежуток времени Г0,

Измеряемая частота fx подводится ко входу формирователе Ф. По команде «запуск» схема приводится в исходное состояние. Через время тов, необходимое для подготовки к измерениям, на выходе одновибратора ОБ появится сигнал, переключающий триггер Те. При этом на единичном выходе последнего появится сигнал «1», открывающий схему совпадения Сп и запускающий гене­ ратор образцового интервала времени ГОИВ. Через схему Сп импульсы измеряемой частоты, сформированные формирователем Ф, поступают на вход счетчика

На рис. 4-2 представлена временная диаграмма работы опи­ санной схемы.

Из рисунка следует, что отсутствие синхронизации начала и конца образцового промежутка времени Т0 с импульсами fx при­ водит к появлению погрешности измерения, абсолютная величина

Интервалы Att и АЦ могут изменяться незавнснмо друг от друга, принимая значения от 0 до Тх. Тогда максимальная отно­ сительная погрешность (погрешность дискретности), обуслов­ ленная отсутствием синхронизации, будет

1

(4-4)

Tofx'