Интегрирующие цифровые вольтметры частотного преобразования

В этих вольтметрах измеряемое напряжение U_x преобразуется в частоту f_x, которая измеряется путем подсчета числа импульсов с частотой f_x за известный интервал времени Т _и.

Структурная схема вольтметра частотного преобразования приведена на рисунке 14.3.

В состав вольтметра входит преобразователь напряжения в частоту ПНЧ, структурная схема которого приведена на рисунке 14.4.

Принцип действия ПНЧ поясняют временные диаграммы, приведенные на рисунке 14.5.

Измеряемое напряжение U_x подается на вход интегратора. При этом выходное напряжение интегратора меняется по линейному закону:

В тот момент, когда U_инт достигает U _оп, срабатывает сравнивающее устройство, формирующее короткий импульс, замыкающий ключ для разряда конденсатора в интеграторе. Далее процесс повторяется.

В результате на выходе сравнивающего устройства образуется импульсы с частотой f_x и периодом Т_х. Связь между Т_х и U_x дается следующим выражением:

Откуда

и .

Частота f_x измеряется путем подсчета числа импульсов этой частоты за известный интервал времени Т _и:

.

Показания прибора пропорциональны среднему за время Т _и значению U_{x ср}. Если Т _и кратно периоду помехи Т _п, то действие помехи исключается.

Составляющие погрешности ЦВ:

– погрешность квантования;

– погрешность из-за нестабильности Т _и;

– погрешность из-за нестабильности R и C;

– погрешность от влияния периодической помехи при нарушении кратности Т _п и Т _и.

В настоящее время погрешность таких вольтметров снижена до 0,01%.

Дата добавления: 2014-01-14