48.Общие сведения о цип

Цифровыми- измер-ные приборы, автом-ки вырабатывающие дискретные сигналы измерит-й инф-и и представл-е показания в цифровой форме. В ЦИП происходит автомат-е преобраз-ие входной измеряемой величины в цифровой код, в соответствии с которым на цифровом отсчетном устр-е индуцируется зн-е входной величины.Термином цифровой код обозначают число, выраженное в определенной системе счисления. Так результат измерения отображается в десятичной системе счисления. Преобразование, обработка и передача измерительной информации в ЦИП осуществляется в двоичной системе счисления. При этом каждой цифре ставится в соответствие определенное сочетание единиц и нулей – кодовых комбинаций. Для кодирования каждой цифры требуется четыре двоичных разряда. Появление единицы в каждом из разрядов соответствует цифрам 8; 4; 2; 1. Эти цифры называют весом разряда, а код – кодом с весом 8-4-2-1. При переходе от двоичного кода к десятичному используется двоично – десятичная система. В этой системе цифра каждого разряда любого десятичного числа кодируется по двоичной системе. В ЦИП код физически представляется электрическими сигналами. Например, символ О отображается уровнем напряжения, близким к нулю, а символ 1 – уровнем, близким к +2,5 В.Преобразование непрерывной измеряемой величины в код может выполняться методом последовательного счета, методом поразрядного уравновешивания или методом одновременного считывания. Метод последовательного счета: измеряемая величина А сравнивается с известной n*A_k , причем n увеличивается от 0 до N_K через равные интервалы времени.

Величину А_К называют квантом. При некотором “n_K” наступает равенство (строгое или приближенное) n_K*A_K=A. Так как обычно А_К равно единице измерения, то n_K - число, выражаемое двоичным или двоично-десятичным кодом. Устройства, осуществляющие такое преобразование, называются аналого-цифровыми преобразователями АЦП. Они обязательно входят в состав любого ЦИП. Используемые в современных ЦИП АЦП способны производить сотни и более преобразований в секунду. Это позволяет использовать ЦИП в устройствах регистрации быстропротекающих процессов и для сопряжения объекта исследования с ЭВМ. Многие ЦИП содержат предварительные аналоговые преобразователи. Они применяются для изменения масштаба входной величины А или ее преобразования в другую величину B=f(A) , более удобную для выбранного метода кодирования (например напряжения в частоту). Обязательным узлом ЦИП является цифровое отсчетное устройство (ЦОУ). Оно преобразует кодовые сигналы в цифровые символы десятичной системы. Схема ЦИП, в общем случае, включает последовательно соединенные аналоговый преобразователь АП, АЦП и ЦОУ. Все многообразие ЦИП классифицируют по: 1. методу АЦП (последовательного счета, поразрядного кодирования); 2. по роду измеряемой величины (вольтметры, частотомеры, оммеры, фазометры, комбинированные и т.д.); 3. по значению измеряемой величины (мгновенных значений, средних, действующих); 4. по области применения (лабораторные, щитовые, системные).

47-Применение осциллографов к исследованию сигналов.

Набл-е период-х сигналов. Для полу-я качеств-го изобр-я сигнала на экране ЭЛТ необх-мо:1. Правильно выбрать развертку. (линейная период-ая развертка). Длит-ть развертки должна быть кратной длит-ти периода сигнала. Миним-ая частота развертки должна быть такой, чтобы изобр-ие не мерцало на экране трубки с коротким или средним послесвечением.2. При набл-и период-х сигналов наиболее целесообразно применять внутр-ю синхронизацию, т.е. синхр-ю исследуемым сигналом. 3. Вертик-й размер изобр-я должен быть удобным для набл-я, но не выходить за рамки масштабной сетки. 4. При набл-и однократных импульсных сигналов или импульсных период-х сигналов с большой скважностью применяется ждущая развертка. Изм-е амплитуды напр-я. Перед изм-м калибруют чувств-ть канала верт-го откл-я. Затем подают исследуемый сигнал на вход У осцилл-фа и , не меняя полож-е регулятора усиления, аттенюатором устанавл-т изобр-е сигнала таким, чтобы его размер Н занимал большую часть экрана Искомую амплитуду опред-т по формуле. U_M=Hd_HOM. Погрешности измерения амплитуды склад-ся из погр-ти меры, преобразования, сравнения и фиксации. Погрешность меры сост-т из погр-сти напр-я калибратора и погр-ти калибровки чувств-ти. Погр-сть преобр-ия δ_ПР склад-ся из погр-тей делителя напр-я калибратора и аттенюатора канала верт-го откл-я. Погр-сть сравнения δ_СР - погр-ть геометр-го измер-я размера Н. Погре-сть фиксации сливается с погрешностью сравн-я. δ_∑=√δ²_М+δ_ПР²+δ_СР² Изм-е интервалов времени .Инт-ы времени измеряют, исп-я калиброванную развертку, то есть перед началом изм-й, её поверяют по калибратору длительности. Иссл-ый сигнал подают на вход У осц-фа. После появл-я изобр-я на экране подбирают длител-ть развертки. Измер-т длит-ть по гор-ой масшт-ой сетке в виде расстояния l, которое затем умножают на число q, равное произв-ю чисел. Искомая длительность импульса τ_U=lּq .Погр-ть измер-я склад-ся из погр-ти меры δ_М (нестаб-ость кварцевого ген-ра и погр-ть калибровки длит-ти развертки Т_р); погр-ти преобр-ия (искаж-е формы сигнала в канале верт-го откл-я); погр-ти сравн-я (погр-ть в изм-и длины l ). Измерение частоты гармонических сигналов посредством осц-фа возможно вып-ть методом срав-я. Метод предп-ет наличие образцового ген-ра и осц-фа. Напр-е образц-го ген-ра подается на один вход осц-фа (например Х), а напр-е измеряемой частоты на второй (например У). Частоту образц-го ген-ра перестр-т до получ-я на экране изображения простейшей интерференционной фигуры: прямой, окружности или эллипса. Появление одной из этих фигур свидет-ет о равенстве частот.Если рав-во не достигнуто, то есть f_ИЗМ=f_ОБР±F_Р, то фигура непрерывно измен-ся, принимая форму эллипсов с переменной длиной осей или прямой. В этом случае отчетливо проявл-ся погр-ть меры (нестаб-ть образцовой частоты) и погр-сть сравн-я – F_р. При малом F_р, её можно опред-ть, сосчитав число периодов п изменения фигуры за опред-ый интервал времени Δt, т.е. F_P=n/Δtt.Этим методом можно измерять частоту следования импульсов. Измерение угла сдвига фаз.Прим-е однолучевого осц-фа предп-ет вкл-е в схему измерителя электронного коммутатора на два входа и один выход. Входы коммутатора поочередно подкл-ся на выход с частотой значительно большей частоты исследуемых сигналов. Если выход коммутатора подать на вход У осц-фа, то на экране создается изображение двух напряжений - угол сдвига фаз между которыми необходимо измерить. Измерение угла сдвига фаз сводится к измерению длин отрезков ab и ас. Тогда φ=[(ab)/(ac)]360^o Сдвиг фаз можно измерить и методом эллипса. В этом случае исслед-е сигналы подаются на входы Х и У осц-фа. На экране создается эллипс.Пусть на вход У подано напряжение U_Y(t)=U_m,·sin ωt, а на вход Х напряжение U_x(t)=U_mx·sin(ωt+φ_x). Тогда для t = 0 луч будет находиться в точках а или b, то есть l_ab=2U_mx·sinφ_x. Отрезок l_cd соответствует максимальному отклонению луча по оси Х, то есть l_cd=2U_mx Следовательно sinφ_x=l_ab/l_cd , а φ= arcsin l_ab/l_cd