17. Цифровой хронометр. Принцип действия погрешности.

Цифровой хронометр предназначен для измерения интервала времени. Принцип действия хронометра основан на подсчете числа импульсов сигнала стабильной частоты за измеряемый интервал времени. Длительность измеряемого интервала времени ограничивается импульсами Старт и Стоп, результат преобразования представлен числом импульсов известного периода Т₀, подсчитанных за измеряемый интервал tx

в данном ЦИУ реализован метод последовательного счета, уровни квантования задаются импульсами стабильной частоты, квант по уровню равен периоду квантующих импульсов Т₀ . Структурная схема состоит из тригера Тг, генератора импульсов стабильной частоты (ГИСЧ), схемы совпадения (логическое И), счетчика импульсов СчИ. Выходной код со СчИ используется для индикации в ЦИП или для дальнейшего преобразования, передачи, хранения и т.д. Для удобства индикации результата измерения в ЦИП используются двоично-десятичные счетчики. Перед началом измерения СчИ приводится в нулевое состояние сигналом Сброс. При поступлении импульса Старт триггер устанавливается в состояние «1», при котором высокий уровень напряжения с выхода Q триггера открывает схему логического И для импульсов с выхода ГИСЧ. Эти импульсы подсчитываются счетчиком СчИ до момента появления импульса Стоп, который приводит тригтер в состояние «О» (низкий уровень напряжения на выходе триггера), закрывающее схему И для импульсов с выхода ГИСЧ. Число импульсов, зафиксированное СчИ за время 1, без учета погрешностей, равно , fo, где -частота ГИСЧ.

Перечислим составляющие погрешности хронометра:

• погрешность квантования;

• инструментальная погрешность, обусловленная изменением частоты (нестабильностью) ГИСЧ, относительное значение которой равно, %:

Погрешность квантования обусловлена временными сдвигами импульсов Старт и Стоп относительно квантующих импульсов и имеет две составляющие: и . Первую составляющую называют погрешностью от случайного расположения начала квантованной шкаль. Эта составляющая являстся случайной величиной с равномерной плотностью вероятности в интервале [0; Тo]. Вторая составляющая обусловлена квантованием путём отождествления с ближайшим меньшим или равным уровнем и является случайной величиной с равномерной плотностью вероятности на интервале [-То: 0].

18. Динамический режим работы циу. Оценка динамической погрешности 2го рода циу.

Динамические погрешности и характеристики ЦИУ. При применении AЦП как элемента системы сбора и обработки измерительных данных используется циклический режим работы. Измерение сигнала X(t) начинается в момент времени сигнала Пуск, по окончании цикла преобразования в момент времени на выходе АЦП появляется сигнал Конец преобразования, свидетельствующий об окончании процесса преобразования. По этому сигналу выходной код AЦП N может быть введен в ЭВМ, записан в запоминающее устройство и т.д.

Динамические погрешности АЦП определяются динамическми свойствами преобразований, осуществляемых в аналогово и аналого-цифровой формах. Соответственно принятой модели AЦТ динамическкие погрешности ЦИУ подразделяются на две составляющие: первого и второго рода.

Динамические погрешности первого рода, также как и в аналоговых средствах измерений, обусловлены инерционностью элементов аналоговой части ЦИУ.

Динамическая погрешность второго рода в ЦИУ циклического действия возникает из-за конечного времени преобразования. Результатом преобразования сигнала в момент окончания цикла преобразования t₂ является значение N(t₂)q (отсчет сигнала), которое соответствует значению сигнала в момент времени t₀ . Поскольку значение t₀ в общем случае является неизвестным, результат должен быть отнесен к определенному моменту времени или датирован. Такими моментами времени могут быть либо момент времени начала преобразования t₁ либо конца преобразования t₂. при этом абсолютная динамическая погрешность равна в зависи- мости от способа датирования отсчета.