Лекция 5.3. Цифровые вольтметры и мультиметры

Рассмотрим устройство и некоторые особенности представи­телей довольно распространенного семейства ЦИП — цифровых вольтметров (ЦВ) и мультиметров (ЦМ).

УЭ 5.3-1. Структура цифрового вольтметра (ЦВ)

Упрощенная структура показана на рисунке 5.14. На вход прибора подается измеряемое напряжение U (постоянное или переменное, в частности, периодическое).

5.14. Упрощенная структура цифрового вольтметра

Входные цепи ЦВ предназначены для преобразования входно­го напряжения в унифицированный сигнал, обычно — в не­большое напряжение постоянного тока, пропорциональное зна­чению информативного параметра измеряемой величины (на­пример, действующему значению периодического напряжения). В общем случае во входных цепях ЦВ выполняются функции уси­ления, ослабления, выпрямления, фильтрации, коммутации сиг­нала, защиты от перегрузки и др. Например, входное периоди­ческое напряжение с помощью выпрямителя преобразуется в по­стоянное напряжение, сигнал малого уровня усиливается, сигнал большого уровня ослабляется и т.д. Основной узел прибора — аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который автоматиче­ски реализует переход от аналоговой формы входной величины к цифровой форме выходной величины (т. е. к пропорционально коду). В ЦВ для статических измерений применяются, как правило интегрирующие АЦП. Результат этого преобразования времени хранится в запоминающем регистре. Контроллер управляет работой всех узлов прибора. Взаимодействие человека (оператора с прибором осуществляется с помощью клавиатуры и индикатора. Клавиатура позволяет задавать режимы работы ЦВ. Цифровой индикатор показывает результаты измерения. В структур прибора может быть предусмотрен интерфейс, позволяющий при бору общаться с внешними устройствами, в частности с компью­тером.

Структура микропроцессорного ЦВ сложнее, но и возможности его богаче. В отличие от предыдущей структуры, контроллер здесь более сложный. Он содержит микропроцессор (МП), являющийся основным элементом управления; постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором хранятся программы работы прибора, и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), в котором хранятся данные. Такой контроллер является своеобразным искусственным интеллектом, обеспечивающим разнообразные функциональные возможности по преобразованию, хранению, передаче и представ­лению информации.

Микропроцессорный прибор в состоянии, например, запом­нив несколько сотен результатов (кодов) отдельных измерений входного напряжения, вычислить среднее, среднее квадратическое значения, найти максимальное и минимальное значения за время продолжительного эксперимента, найти необходимые про­изводные величины и т.п. В ЦВ, имеющем несколько диапазонов измерений, МП может управлять автоматическим выбором диа­пазонов измерения (не говоря уже об автоматическом выборе по­лярности входного постоянного напряжения). Как правило, мик­ропроцессорные приборы имеют узел стандартного интерфейс­ного обмена информацией с другими устройствами, что позво­ляет включать их в состав различных измерительных и управляю­щих систем.

Дата добавления: 2014-01-20