Глава I общие вопросы цифровой измерительной техники
1.1. Общий отличительный признак цифровых измерительных устройств (циу)
Цифровыми называются такие измерительные устройства, в которых измеряемая величина автоматически в результате квантования и цифрового кодирования представляется кодовым сигналом, выражающим значение измеряемой величины. ЦИУ разделяются на цифровые измерительные приборы (ЦИП) и аналого-цифровые преобразователи (АЦП).
ЦИП – автономные устройства с регистрацией измеряемой величины.
АЦП не имеют отчетных или регистрирующих устройств, являются частью ЦИП и ли сложных информационно-измерительных систем (ИИС); результат измерения выдается в виде кодового сигнала.
Основные термины и определения в области цифровой измерительной техники гостированы.
В метрологии разработаны методы устранения систематических погрешностей поверкой, а случайных усреднением результатов измерений.
В ряде цифровых автоматических приборов предусматривается автоматическая периодическая поверка и калибровка прибора по образцовой величине для исключения статистических погрешностей.
ЦИП кроме цифровых отсчетных устройств имеют выход в виде кода, приспособленный к входным параметрам ЦВМ и регистрирующих устройств.
Первые автоматические ЦИП были предложены и разработаны в середине 30-х годов. Первые серийные ЦИП в Украине были разработаны и изготовлены в 1954 – 1956 г.г. во Львовском политехническом институте под руководством М.П. Цапенко, К.Б. Карандеева, А.Я Шрамкова.
Классы точности выпускаемых ЦИП: вольтметры, частотомеры – от 3 до 9 десятичных знаков, щитовые приборы – обычно 5 ‑ 6 десятичных знаков.
Результат любого измерения – это код числа, выражающего значение измеряемой величины в принятых единицах.
При
любом измерении
осуществляется преобразование непрерывной
величины (Н)
в код (К)
.
Пример с аналоговым магнитоэлектрическим вольтметром:
Проследим
код преобразования
Этапы:
Измеряемое напряжение
преобразовано в
(угловое положение стрелки).Округление. Это преобразование непрерывной величины в дискретную (D)
.
ПолучениеD
из Н
не означает, что получен код числа.Преобразование
.
Т.о.
преобразование можно записать в виде
.
Общее у Н и D то, что они являются носителями информации. В кодированном сигнале носителем информации является не значение физической величины, а временное или пространственное расположение сигналов кода.
В
магнитоэлектрическом вольтметре
преобразование
и округление осуществляет человек. В
цифровом вольтметре преобразование
происходит без участия оператора.
Автоматизм
преобразования – единственный общий
отличительный признак ЦИУ. Цифровой
отсчет не является обязательным только
для ЦИП. К примеру, ряд приборов (мосты
с декадными магазинами сопротивлений,
с уравновешиванием вручную, компенсаторы
и др.) имеют цифровое отсчетное устройство
(ЦОУ), но не относятся к ЦИП. Не ЦИП
относятся к группе аналоговых приборов.
Измеряемая величина непрерывна (Н), т.е. имеет бесконечное множество сколь угодно мало отличающихся друг от друга значений в пределах определенного диапазона и ограниченное число дискретных значений (D), каждому из которых соответствует код (К).