- •Микропроцессоры и микроЭвм
- •2. Цифровые измерительные приборы (цип). Структурная схема. Основные характеристики.
- •3. Цифровые измерительные преобразователи. Мосты постоянного или переменного тока.
- •Измерительные мосты – электрические схемы, составленные из сопротивлений (плеч моста), источника питания и измерительного прибора.
- •Уравновешенные мосты постоянного тока
- •Ток в измерительной диагонали моста:
- •4. Метод дискретного счета с мостами переменного тока
- •5. Цифровые автоматические приборы с микропроцессором. Цифровые мультиметры.
- •6. Система ввода-вывода фирмы National Instruments. Системы согласования сигналов scxi и scc. Многофункциональные платы и устройства для сбора данных. Модульные измерительные системы стандарта pxi.
- •8. Интеллектуальные измерительные приборы
- •10. Ввод аналоговых сигналов ис. Датчики ис и устройства согласования. Измерительные коммутаторы. Микропроцессорное управление. Ацп и цап. Регулируемые микропроцессорные контроллеры.
- •Датчики измерительных систем и устройства согласования
- •Измерительные коммутаторы
- •Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •Микропроцессорное управление
- •Регулирующие микропроцессорные контроллеры
2. Цифровые измерительные приборы (цип). Структурная схема. Основные характеристики.
Интенсификация производственных процессов и научных исследований тесно связана с проведением измерений и обработкой результатов измерений при помощи автоматических измерительных систем. Переход к цифровой технике способствует использованию автоматических измерительных систем и методов активного контроля в процессе производства. В исторически короткое время цифровые измерительные приборы получили поэтому очень широкое применение.
Измеряемые величины разделяют на аналоговые, обладающие несчетным множеством значений по размеру, и квантованные, обладающие счетным множеством значений по размеру.
Применение цифровой измерительной техники связано с квантованием измеряемых величин и их кодированием.
Квантование величины – это операция создания при помощи меры или масштабного преобразователя сигнала, абсолютные или относительные размеры параметров которого имеют ограниченное число значение.
Кодирование – это операция перевода по определенным правилам формального объекта, выраженного совокупностью кодовых символов одного алфавита, в формальный объект, выраженный символами другого алфавита. При кодировании в качестве символов используют буквы алфавита, цифры в определенной системе счисления и различные условные знаки. Наиболее широко применяется числовое кодирование.
Цифровая измерительная техника имеет следующие преимущества по сравнению с аналоговой:
незначительные погрешности отсчета благодаря устранению субъективных влияний (параллакса, усталости, психофизиологических особенностей операторов);
быстрая и простая регистрация измеренных значений (запись, печать, запоминание);
удобство контроля за технологическим процессом путем подключения к центральному контрольно-измерительному пункту и использования управляющей вычислительной машины;
обеспечение автоматизации технологического процесса (измерение, управление, регулирование) путем подключения к управляющей вычислительной машине, работающей в реальном масштабе времени;
простота коррекции погрешностей измерений с использованием соответствующих подпрограмм в электронных вычислительных устройствах.
На рис. 2 приведены принципиальные структуры аналоговых и цифровых измерительных систем.
Погрешность измерений при использовании цифровых измеритель-
ных приборов (не связанная с погрешностями, вызываемыми отдельными измерительными звеньями) зависит от наименьшего шага квантования.
Рис. 2. Принципиальные структуры аналоговых и цифровых измерительных систем
Цифровые измерительные приборы могут быть с аналого-цифровым преобразованием: на входе системы (чисто цифровые измерительные системы) характеризуются тем, что аналого-цифровой преобразователь одновременно является первичным измерительным преобразователем; на выходе; промежуточное (непрерывное преобразование величин в цифровые).
Наиболее часто используемые на практике измерительные системы с аналого-цифровым преобразованием на входе содержат первичные преобразователи линейных и угловых величин, а также преобразователи частоты.
Цифровые измерительные системы с аналого-цифровым преобразованием на выходе системы характеризуются тем, что аналого-цифровой преобразователь подключается к аналоговому согласующему устройству (усилителю, фильтру, решающему устройству и т. д.). Обычно для этого применяют аналого-цифровые преобразователи.
В цифровых измерительных системах с промежуточным преобразованием непрерывных величин в цифровые аналого-цифровой преобразователь располагается между аналоговым первичным преобразователем и цифровым согласующим устройством (усилителем, фильтром, решающим устройством и т.д.) и цифровые сигналы на выходе согласующего устройства снова преобразуются в аналоговые сигналы, например, для управления процессом с помощью гибридной аналого-цифровой техники.
Первичный преобразователь воспринимает непосредственно или косвенно измеряемую величину и формирует информативный параметр измерительного сигнала. Хорошо зарекомендовали себя цифровые измерительные преобразователи длин и углов, а также квазицифровые частотные измерительные преобразователи. Наряду с ними находят применение цифровые измерительные преобразователи усилия в перемещение.