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 измерительные приборы




Цифровые измерительные приборы (ЦИП) — это многопре­дельные, универсальные приборы, предназначенные для измере­ния различных электрических величин: переменного и постоян­ного тока и напряжения, емкости, индуктивности, временных параметров сигнала (частоты, периода, длительности импульсов) и регистрации формы сигнала, его спектра и т.д.

В цифровых измерительных приборах входная измеряемая ана­логовая (непрерывная) величина автоматически преобразуется в соответствующую дискретную величину с последующим представ­лением результата измерения в цифровой форме.

По принципу действия и конструктивному исполнению циф­ровые приборы разделяют на электромеханические и электрон­ные. Электромеханические приборы имеют высокую точность, но малую скорость измерений. В электронных приборах используется современная база электроники.

Несмотря на схемные и конструктивные особенности, прин­цип построения цифровых приборов одинаков (рис. 12).

Измеряемая величина X поступает на входное устройство при­бора ВУ, где происходит масштабное преобразование. С входного устройства сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь АЦП, где аналоговый сигнал преобразуется в соответству­ющий код, который отображается в виде числового значения на цифровом отсчетном устройстве ЦОУ. Для получения всех управ­ляющих сигналов в цифровом приборе предусмотрено устройство управления (УУ) (на рис. 12 не показано).

Входное устройство цифрового прибора устроено аналогично электронному прибору, а в некоторых конструкциях на его входе используется фильтр для исключения помех.

В зависимости от принципа аналого-цифрового преобразования (АЦП) цифровые измерительные приборы разделяют на устройства прямого преобразования и компенсационные (с уравновешивающим преобразованием).

Основными элементами ЦИП являются триггеры (электронное устройство с двумя устойчивыми состояниями), дешифраторы (преобразователь кода с одним ос­нованием в код с другим основанием) и знаковые индикаторы (преобразователь электрического сигнала в световой). Несколь­ко знаковых индикаторов образуют цифровое отсчетное устрой­ство. К наиболее важным характеристикам ЦИП относятся: раз­решающая способность, входное сопротивление, быстродействие, точность, помехозащищенность. Разрешающая способность ЦИП определяется изменением цифрового отсчета, приходящегося на единицу младшего разряда. Входное сопротивление ЦИП характе­ризует мощность, потребляемую им от объекта измерения. Быстро­действие ЦИП оценивается числом измерений в секунду. Точность измерений ЦИП отражает близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Класс точности ЦИП определя­ется пределом допускаемой относительной погрешности

где с и d — постоянные числа, характеризующие класс точности ЦИП соответственно в конце и начале диапазона; конеч­ное значение диапазона. Класс точности обозначается в виде дроби c/d, например класс 0,02/0,01.

Помехоустойчивость ЦИП определяется степенью подавления помех на его входе и характеризуется коэффициентом подавления помех

где — амплитудное значение помехи на входе прибора; эквивалентное входное постоянное напряжение, вызывающее та­кое же изменение показаний прибора, что и .

Т а б л и ц а 13 Технические характеристики типичного универсального ЦИП

Диапазон входных величин 20 мВ... 1кВ; 0,2 мА...2 А; 200МОм...10МОм
Абсолютная погрешность от верхнего предела измерений, % 0,001...0,5
Стабильность от верхнего предела измерений, %  
за сутки 0,002
за 6 мес 0,008
Разрешение 10-6
Время выполнения операции 2 мс... 1с
Входные характеристики:  
сопротивление, МОм  
емкость, пФ  
частота (для переменного напряжения) 100 кГц...1 МГц

Достоинства: высокая чувствительность (по напряжению посто­янного тока 1 нВ, по напряжению переменного тока 1 мкВ, по постоянному току 1 нА, по переменному току 5 мкА, по сопротив­лению постоянному току 10 мкОм, по частоте от долей Гц). Высо­кая точность измерения (ЦИП подразделяют на восемь классов точности: 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0). Удобство и объек­тивность отсчета и регистрации; возможность дистанционной пе­редачи результата измерения в виде кодовых сигналов без потери точности; возможность сочетания ЦИП с вычислительными ма­шинами и другими автоматическими устройствами, высокая поме­хозащищенность.

Недостатки: сложность устройств и, следовательно, высокая их стоимость, невысокая надежность.

Перспективы развития ЦИП: достигнутый уровень метрологи­ческих характеристик в целом удовлетворяет требованиям практи­ки и приближается к характеристикам соответствующих эталонов, поэтому основные усилия разработчиков направлены на повыше­ние надежности ЦИП и создание ЦИП с расширенными функци­ональными возможностями, обеспечивающих потребителю макси­мум эксплуатационных удобств, что естественно связано с широ­ким применением микроэлектроники и микропроцессорной тех­ники.

Микропроцессор это устройство, предназначенное для вы­полнения вычислительных и логических функций в соответствии с поступающими командами и выполненное на БИС. В сочетании с другими устройствами: блоками памяти, устройствами ввода-вывода и управления (УУ) микропроцессор образует микроЭВМ, и ее технические возможности удовлетворяют большинство тре­бований, предъявленных со стороны ЦИП. МикроЭВМ осуще­ствляет функции управления работой ЦИП и обработку проме­жуточных и окончательных результатов. Высокая точность обеспе­чивается за счет использования микроЭВМ для автоматической коррекции погрешности (внесение поправок в результат каждого измерения — по аддитивной и мультипликативной составляющей). Повышение надежности ЦИП осуществляется в основном про­граммным путем.

Применение микропроцессорных систем в измерительной тех­нике повышает точность приборов, расширяет их возможности, упрощает управление процессом измерений, автоматизирует ка­либровку и поверку приборов, позволяет выполнять вычислитель­ные операции и создавать полностью автоматизированные при­боры с улучшенными метрологическими характеристиками.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 1510; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


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



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.