28.Цифровые измерительные приборы(цип). Основн.Понятия и определения.

ЦИП – средство измерения автоматически вырабатывающее дискретные сигналы измерит информации, показания кот представлены в цифровой форме.

В отличие от аналоговых приборов, в ЦИП обязательно автоматически выполняются следующие операции:

1.квантование измеряемой величины по уровню, 2.дискретизация её по времени,3.кодирование информации

(Преимущества ЦИП перед аналоговым:

1.удобство и объективность отсчета 2.широкий динамический диапазон при высоко разрешающей способности 3.возможность автоматизации процесса измерения, включая такие операции, как автоматический выбор полярности и пределов измерений 4.высокая точность результата измерения, практически недостижимая д/аналоговых приборов 5.высокое быстродействие 6.высокая устойчивость влияния механических и климатических воздействий 7.возможность внедрения новейших достижений микроэлектронных технологий при конструировании и изготовлении.

Качество измерительной сис-мы в целом зависит от информационных параметров ЦИП: от точности и быстродействия. Благодаря своим возможностям они нашли широкое применение во всех областях промышленности. Они исп-ся в устр-вах измерения и системах автоматического управления , машиностроении, энергетике, навигационных системах.)

Основные метрологические св-ва ЦИП без предварительных аналоговых преобразователей определяются способом преобразования непрерывной величины в код, так как дальнейшая передача и преобразования кода практически не вносят погрешности. Поэтому основной классификацией ЦИП (а также АЦП) является классификация по способу преобразования непрерывной измеряемой величины в код. В зависимости от способа преобразования непрерывной величины в код выделяются следующие группы ЦИП:

ЦИП последовательного счета-приборы основаны на использовании м-да последовательного счета. Отличительный признак таких приборов состоит в том, что значение измеряемой величины сначала преобразуется в числоимпульсный код, кот затем преобразуется в другие коды, удобные для управления отсчетным устройством и для выдачи кода в другие устройства.

ЦИП поразрядного уравновешивания (кодоимпульсные) основаны на использовании м-да сравнения и вычитания.

ЦИП считывания строятся с использованием м-да считывания.

По измеряемой величине ЦИП разделяются на вольтметры, частотомеры, фазометры, омметры, вольтомметры и т.д. В зависимости от степени усреднения значений измеряемой величины ЦИП делятся на приборы, измеряющие мгновенное значение, и приборы, измеряющие средн значение за определенный интервал времени (интегрирующие). Все ЦИП делятся на группы по точности, быстродействию, надежности. По режиму работы все ЦИП разделяются на приборы циклические (развертывающие или программные) и приборы следящие.

29.Классификация ЦИП.(см №28)

30.Принцип построения цип.

В основу построения ЦИП входят принцип замены непрерывной входн величины дискретной. В завис-ти от алгоритма устанавливающего соответствие м/у аналоговой величиной и ее эталонными мерами. Выделяют 3 метода преобразования. 1 метод последовательного счета – при котором, входная величина уравновешивается суммой одинаковых минимальных эталонов, называемых квантами. Результат преобразования хар-ся числом квантов, зафиксированных в момент равенства сравниваемых входной величины и эталона. Момент равенства определяется одним уравновешивающим устройством. 2 метод поразрядного кодирования – при кот, входн величина последовательно сравнивается с суммой эталонов имеющих значение 2ⁱ квантов, где i=0,1,2,…N, N – число разрядов двоичного кода. При этом методе сравнение начинается со старшего эталона и последовательно добавляются младшие эталоны (разряды) до уравновешивания. В разряд записывается единица, если входная величина > эталона, иначе записывается 0. В результате сравнения на выходе образуется двоичный код числа.

3 метод считывания, при кот набор из 2ⁿ-1 эталонов. Младший эталон равен 1 кванту, последующие увеличиваются в 2 раза относительно предыдущего. При этом м-де входн величина сравнивается со всеми эталонами одновременно, что требует числа сравнивающих устройств равное числу эталонов. Результат отображается параллельным двоичным кодом.

Первый метод требует один эталон – например расстояние между штрихами милимитрованными (1 мм). Период муарового растра. Второй м-д связан со значительным числом эталонов, н-р – увеличение тока в цепи достигаются подключением параллельно эталонных резисторов сопротивлением кратным 2ⁿ . В третьем м-де число эталонов н-р дорожек по шкале каждая имеет темные и светлые промежутки с длиной равной эталону у младшего, а у остальных длина промежутков> чем у остальных. Здесь требуется столько сравнительных устройств, сколько дорожек.