Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Цифровые преобразователи и приборы

Структурная организация приборов и систем.

В настоящее время широко применяются цифровые измерительные преобразователи (ЦИП), имеющие ряд преимуществ перед аналоговыми электроизмерительными приборами.

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

· квантование измеряемой величины по уровню;

· дискретизация ее по времени;

· кодирование информации.

Цифровыми называются измерительные приборы, автоматически вырабатывающие дискретные сигналы измерительной информации и представляющие показания в цифровой форме.

Значение выходной величины, отображаемое на цифровом отсчетном устройстве, соответствует коду, полученному в ЦИП. Представление измерительной информации в виде кода обеспечивает возможность ее регистрации и обработки, длительного хранения в запоминающих устройствах без потерь, передачи, без искажения практически по любым каналам связи и ввода в ЭВМ для обработки, а также исключает вносимые оператором при отсчете субъективные погрешности.

Кроме того, к преимуществам ЦИП относятся:

· удобство и объективность отсчета;

· высокая точность результатов измерения;

· широкий динамический диапазон в сочетании с высокой разрешающей способностью;

· высокое быстродействие;

· возможность автоматизации, а в последние годы и интеллектуализации процесса измерения;

· высокая устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям;

· возможность использования новейших микроэлектронных технологий.

Переход от жесткой логики функционирования к программной ее реализации открывает большие перспективы перед цифровой измерительной техникой.

С момента своего появления цифровая измерительная техника развивалась в двух направлениях: создание автономных цифровых измерительных приборов и цифровых измерительных преобразователей. Различие между ними достаточно размыты, и заключаются в отсутствии у первых канала связи с ЭВМ, у вторых — цифровой индикации и автономности использования. В последние годы различия между ними в основном перенесены в область эргономических показателей, габаритов и др.

Являясь частью цифровых приборов, измерительные преобразователи выдают результат в виде кода. Кодирование может проводиться с помощи различных систем счисления.

Главным ограничением в применении произвольной системы счисления при кодировании информации является сложность технической реализации всего алфавита системы. Поэтому естественно, что двоичная система счисления и ее разновидность приняты на вооружение цифровой измерительной техники.

Двоичное изображение числа требует большего (для многоразрядного числа примерно в 3 раза) числа разрядов, чем десятичное представление. Тем не менее применение двоичной системы очень удобно при технической реализации устройства, поскольку в этом случае оно должно иметь только два устойчивых состояния, например триггерная схема и др. Зародившись недрах современной электронной вычислительной техники, эта система счисления и ее модификации являются неотъемлемой частью цифровой имерительной техники.



Необходимость отображения результатов измерения в ЦИП заставляет применять в них и десятичную систему счисления. Таким образом, в ЦИП присутствует некоторый преобразователь из двоичной системы в десятичную. Это устройство может быть сильно упрощено, если в ЦИП применить для кодирования двоично-десятичную систему счисления.

При большом количестве разрядов двоичного кода его запись становится неудобной и малоинформативной. В этом случае пользуются шестнадцатеричной системой счисления.

Технически несложно реализуется и наиболее простая система счисления единичная, в которой любое число образуется простым суммированием символа основания 1. Например, числа десятичной системы 1, 2, 3, 4… в единичной системе записываются в виде 1, 11, 111, 1111... Для получения кода в единичной системе на практике обычно применяются преобразователи измеряемой величины в пропорциональную ей частоту импульсов напряжения.

В зависимости от очередности вывода во времени символов кодового сигнала различают параллельные и последовательные коды. При параллельном
коде информация о состоянии всех разрядов передается одновременно, т.е.
для этого необходимо столько линий, сколько разрядов в кодовой комбинации.

Последовательный вывод может быть осуществлен лишь в виде последовательности импульсов напряжения, при этом важно не только наличие
импульса в последовательности или его отсутствие, но и местоположение
сигнала во времени.

В настоящее время существуют различные классификации цифровых приборов, основанные на выборе основных классификационных признаков.

По структурной схеме цифровых приборов: при отсутствии необходимости в визуальном контроле результатов измерения АЦП применяют как самостоятельное устройство, обеспечивающее на выходе представление результатов измерений в коде, удобном для регистрации или ввода в ЭВМ.

Назначение узлов АЦП следующее. Во входном преобразователе Пр1 входная величина преобразуется из одного вида в другой, например осуществляется масштабирование входного сигнала, преобразование напряжения

Структурная схема цифровых измерительных приборов: АЦП - аналого-цифровой преобразователь; УУ - устройство управления; УУП - устройство управления прибором; УИ - устройство индикации; Пр1-3 – преобразователи.

 

 


 

в интервал времени или переменного напряжения, сопротивления, емкости и других величин в постоянное напряжение. Здесь может также осуществляться предварительная дискретизация по времени.

Само преобразование аналог – код выполняется в преобразователе Пр2. Если полученный код неудобен для дальнейшего использования, то применяют дополнительный преобразователь ПрЗ, служащий для получения нового кода. Последний является выходным кодом АЦП и поступает на УИ. Согласованную работу АЦП обеспечивают сигналы УУП. В зависимости от назначения и принципа действия приборов иногда функции отдельных узлов совмещают в одном или исключают их.

По роду измеряемой величины ЦИП подразделяют на вольтметры, частотомеры, фазометры, омметры и др. Приборы, измеряющие среднее значение напряжения за определенный интервал времени, называются им интегрирующими. Кроме того, ЦИП подразделяют на группы по точности, быстродействию, надежности. В зависимости от способа организации процесса преобразования все ЦИП подразделяют на приборы циклические и следящие. В циклических приборах весь процесс преобразования протекает всегда независимо от значения измеряемой величины по заданной программе от начала до конца. Снятие показания в приборах циклического действия допускается лишь во время определенного такта – так называемого времени индикации. В следящих ЦИП переход к очередному преобразованию осуществляется под воздействием сигналов, вырабатываемых при изменении некоторых параметров входного сигнала определенное приращение. Такими параметрами могут быть амплитуда сигнала длительность периода и др. Характер процесса преобразования при этом зависит от значения отклонения измеряемой величины. Показания такого прибора готовы для последующего использования.

Приборы следящего действия можно отнести к устройствам адаптивной дискретизации, так как частоту преобразований выбирают, исходя из характера сигнала.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Цифровые преобразователи и приборы

Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 278; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.81.174.180
Генерация страницы за: 0.083 сек.