Лекция 11 ЦИФРОВЫЕ ПРИБОРЫ

1. Общие сведения

В цифровых измерительных приборах измеряемая аналоговая величина преобразуется в электрический код и показания представляются в цифровой форме.

Основные свойства: высокая точность, большие R_вх и Δf , высокое быстродействие, широкий диапазон.

Структурная схема цип:

2. Методы преобразования в цифровой код

Для образования кода аналоговая величина дискретизируется во времени и квантуется по уровню. Каждому уровню квантования соответствует свой код.

Формула преобразования: АВ → ДВ → ЭК .

Основные методы преобразования:

• метод последовательного счета

• метод последовательного приближения

• метод считывания

3. Погрешности ЦИП

Основные погрешности:

• дискретизации X_д = X – X₀  X_к /2 ;

• реализации уровней квантования X_p=X₀ – X_{0 ид} ;

• от наличия порога чувствительности X_п = (0,51,0) X_к

Классы точности ЦИП: К = c / d .

4. Режимы работы

• циклический

• следящий

5. Приборы последовательного счета

1. Времяимпульсные ЦИП

Принцип действия – на подсчете количества импульсов известной частоты на измеряемом интервале времени.

• Измеритель интервалов времени

• Фазометр

• Вольтметр времяимпульсный

• Ваттметр времяимпульсный

• Вольтметр развертывающегося уравновешивания

Принцип действия – на подсчете количества квантов в измеряемом напряжении.

• Вольтметр следящий

• Частотомер

Принцип действия – на подсчете количества импульсов измеряемой частоты на известном интервале времени.

• Цифровой счетчик электрической энергии

Микропроцессор интегрирует частоту во времени.

Лекция 12 ЦИФРОВЫЕ ПРИБОРЫ (продолжение).

ВИРТУАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

1. Приборы последовательного приближения

• Вольтметр кодоимпульсный

Микропроцессор реализует алгоритм измерения.

2. Приборы считывания

• Вольтметр быстродействующий

Часто вместо индикатора – устройство записи (память).

3. Цифровые измерительные мосты

4. Запоминающие цифровые осциллографы

В положении 1 – режим универсального ЭЛО;

В положении 2 – режим запоминающего ЦО.

Свойства: ♦ частотный диапазон до 10 МГц;

♦ неограниченное время хранения информации;

♦ возможность воспроизведения участков сигнала.

5. Цифровые осциллографы

Функциональные возможности:

♦ автоматическая установка размеров изображения;

♦ автоматическая синхронизация;

♦ автоматическое измерение параметров сигнала;

♦ разностные измерения между двумя метками.

6. Цифровые приборы с аналого-дискретным отсчетом

В качестве отсчетного устройства применяют:

• полосовые индикаторы

• точечные индикаторы

7. Компьютерные измерительные средства

Компьютерные измерительные средства (КИС) – средства измерений, обработки, вычислений и управления на собственной шине ПК, работающего в режиме on-line.

Структурная схема КИС:

Способы построения:

• с последовательной архитектурой (обработка входных сигналов последовательная во времени);

• с параллельной архитектурой (обработка входных сигналов в параллельных каналах).

КИС заменяют набор обычных измерительных приборов наряду с использованием вычислительных и графических возможностей ПК.