- •Классификация осуществляется на основе характера зависимости измеряемой величины от времени, условий, определяющих точность измерения, и способов выражения этих результатов.
- •Основные характеристики измерений.
- •Погрешности измерений.
- •Погрешности средств измерения.
- •Классы точности.
- •Случайные погрешности измерения и способы их описания.
- •Число 3 вычитают потому, что для нормального распределения погрешностей
- •Оценки истинного значения на основании ограниченного ряда наблюдений.
- •Требования к оценкам случайной величины.
- •Интервальные оценки истинного значения.
- •Доверительные интервалы некоторых выборочных распределений.
- •Аналоговые электро-механические измерительные приборы (аэмип).
- •Магнитоэлектрические амперметры
- •Электродинамические измерительные приборы.
- •Электромагнитные измерительные приборы.
- •Электростатические измерительные приборы.
- •Логометры.
- •Действие магнитоэлектрического логометра.
- •Аналоговые электронные вольтметры (аэв).
- •Преобразователь амплитудного значения.
- •Преобразователи средневыпрямленного значения.
- •Преобразователи среднеквадратического напряжения.
- •Преобразователь среднеквадратического значения с термопреобразователями.
- •Свойства аналоговых электронных вольтметров (аэв) и особенности их включения.
- •Влияние формы кривой входного напряжения на показания аэв.
- •Вольтметр реагирует на амплитудное значение импульсного сигнала
- •Цифровые вольтметры.
- •Классификация цифровых вольтметров (цв).
- •Цв постоянного тока с двухтактным интегрированием.
- •Электронно-лучевой осциллограф (эло).
- •Структура универсального эло.
- •Измерение периода .
- •Фазометр.
Классификация цифровых вольтметров (цв).
По способу преобразования непрерывной величины в дискретную.
По структуре АЦП.
По способу уравновешивания.
Вольтметры с кодоимпульсным, времяимпульсным и частотноимпульсным преобразованием.
Кодоимпульсное преобразование – это последовательное сравнение значений измеряемой величины с рядом дискретных значений известной величины, изменяющейся по определенному закону.
Времяимпульсное преобразование – измеряемая величина преобразуется во временной интервалс последующим заполнением каждого интервала импульсамиN образцовой частоты.
Частотноимпульсное преобразование – измеряемая величина преобразуется в частотуследования импульсов, которые подсчитываются за определенный интервал времени цифровым счетчиком.
Вольтметры прямого и уравновешивающего преобразования.
Вольтметры со следящим и развертывающим уравновешиванием.
Основные технические характеристики:
Точность преобразования.
Время преобразования.
Пределы изменения входной величиною
Порог чувствительности или разрешающая способность.
Формы представления входных и выходных величин.
Помехоустойчивость.
Цифровые вольтметры постоянного тока с кодоимпульсными преобразованием.
УУ – устройство управления.
УЦО – устройство цифрового отображения.
Достоинства:
высокое быстродействие;
возможность измерения напряжения с высокой точностью;
ЦВ постоянного тока с времяимпульсным преобразованием.
Недостаток – влияние различных помех на результат.
ЦВ постоянного тока с частотно-импульсным преобразованием(интегрирующие).
Интегратор – это устройство, выходное напряжение которого пропорционально интегралу по времени от входного напряжения. .k – постоянная интегрирования.
Входное напряжение интегрируется и подается на устройство сравнения, туда также подается опорное напряжение с источника опорного напряжения. Когда напряжение на выходе интеграторастанет равным опорномуустройство сравнения формирует в течении времениимпульсы с амплитудойпостоянной вольт-секундной площади, не зависящей от входного напряжения. Период следования этих импульсовбудет зависеть от входного напряжения. Для процесса заряда-разряда интегратора:
Для прямоугольного импульса с амплитудой :
. fx не зависит от С и Uоп.
Цв постоянного тока с двухтактным интегрированием.
Метод времяимпульсного преобразования в сочетании с двухтактным интегрированием позволяет ослабить влияние помех, измерять напряжение обоих полярностей, получить большое входное сопротивление (до 1 ГОм) и малые погрешности измерения.
ИОН – источник опорного напряжения.
ГСИ – генератор счетных импульсов.
УУ – устройство управления.
УЦО – устройство цифрового отсчета.
На вход интегратора подается или, неизвестное напряжениеизмеряется в 2 такта: на первом такте (называемоминтегрированием вверх) интегральное значение напряжения запоминается на выходе интегратора, на втором такте (интегрировании вниз) преобразуется во временной интервал, в течение которого на счетчик от ГСИ поступают импульсы образцовой частоты. Число импульсовэквивалентно, т.е.,k=const.
В исходном состоянии все ключи разомкнуты. В начале первого такта устройство управления вырабатывает прямоугольный импульс калиброванной длительностис крутыми фронтами. В момент появления фронта импульса ключиизамыкаются, следовательно, на вход интегратора поступает измеряемое напряжение. Импульсы с частотой следованияначинают поступать с генератора счетных импульсов на счетчик импульсов. На выходе интегратора напряжение возрастает по линейному закону, пропорциональному:
.
Где – постоянная интегрирования на первом такте.
Когда на счетчик поступит импульсов, то счетчик будет заполнен, и импульсN с индексом в момент временисбросит счетчик в нулевое состояние. При этом размыкается ключи замыкается ключ, в результате на вход интегратора подается напряжение, его полярность обратна полярности. В моментзаканчивается интегрирование вверх и начинается интегрирование вниз. Напряжение на выходе интегратора начинает убывать по линейному закону:
.
где – постоянная интегрирования на втором такте.
Импульсы от ГСИ продолжают поступать на счетчик. Устройство сравнения срабатывает в момент времени , когда напряжение на выходе интегратора равно 0, так как второй его вход соединен с "землей". При этом размыкается ключ. Для момента временисправедливо соотношение:
,
где – длительность второго такта интегрирования.
За время на счетчик поступилоN импульсов, код числа N через дешифратор подается в устройство цифрового отсчета.
где – постоянные интегрирования.
Интервал времени пропорционален напряжениюи не зависит от. Таким образом, для этого метода не требуется цепи с высокостабильными элементами. Число импульсовравно:
.
и могут поддерживаться постоянными с высокой точностью, следовательно, погрешность преобразования напряжения во временной интервал незначительна. После размыкания ключаприбор приходит в исходное состояние и готов к новым измерениям.
Цифровые вольтметры переменного тока.
ЦВ переменного тока строят по принципу преобразования переменного напряжения в постоянное, которое затем измеряют ЦВ постоянного тока. Преобразование выполняется преобразователями средневыпрямленного, среднеквадратического и амплитудного значений. Преобразователь должен обеспечить высокую степень линейности характеристики U_=f(U~) при большом динамическом диапазоне. В универсальных ЦВ используется преобразователь средневыпрямленного значения с фильтром и усилителем. Информация выводится в среднеквадратических значениях синусоидального напряжения. Частотный диапазон ЦВ от 20Гц до 20кГц.
Существуют ЦВ с двумя преобразователями – средневыпрямленного значения (для измерения переменного напряжения в полосе частот от 20Гц до 20кГц) и амплитудного значения (от 20кГц до 10МГц). Для учета формы кривой сигнала в ЦВ используются преобразователи среднеквадратического значения с термопреобразователями. Существуют также ЦВ с автоматической обработкой результатов измерения ряда мгновенных значений измеряемого напряжения