Ключевые положения

Цель работы

Лабораторная работа № 6

Перенос состоит из двух этапов

Перенос красочного слоя на запечатываемый материал в цифровом офсете

• Первый перенос осуществляется с формного цилиндра на офсетный цилиндр. Перенос происходит под действием разности потенциалов между офсетным полотном и участками на формном цилиндре, содержащими изображение, а также за счет давления. В машинах HP Indigo офсетный цилиндр – это нагретый до 140° C металлический барабан, покрытый электропроводящим резинотканевым офсетным полотном. Далее изображение прогревается, при этом частицы краски переплавляются в однородную мягкую пленку на поверхности офсетного полотна.
• Второй этап заключается в переносе расплава краски с офсетного цилиндра на бумагу. Происходит полная отдача краски, благодаря чему не требуется очистка офсетного полотна.

По сравнению с обычной жидкой краской, применяемой в традиционном офсетном процессе, HP ElectroInk жестче воспроизводит штрихи и полностью использует потенциал, предоставляемый цифровой технологией формирования изображения. HP ElectroInk использует пигменты, идентичные применяемым в традиционных офсетных красках. Размеры частиц пигмента также одинаковы.

Важной особенностью технологии цифрового офсета HP ElectroInk является то, что краска переносится на бумагу полностью. Благодаря этому не нужно очищать офсетное полотно. Существенное достоинство технологии HP ElectroInk заключается в том, что при печати не требуется тратить время на сушку листов. Получаемое изображение отличается очень хорошей частотно-контрастной характеристикой и отсутствием растекания краски.

При печати по технологии цифрового офсета растровая точка на бумаге имеет резкие края; растискивание очень невелико, так как в процессе переноса краска не «перетекает» на бумагу, как в обычном офсете, а соединяется с ней, образуя единое целое. HP ElectroInk не может впитываться бумагой, поэтому изображение значительно меньше просвечивает с обратной стороны оттиска. Так как краска HP ElectroInk не содержит воды, практически исключается деформация бумаги (в том числе усадка), а тираж сразу готов для финишной обработки.

Исследование характеристик цифрового ЭСЧ

1.1 Исследовать основные характеристики цифровых частотомеров в различных режимах работы. Уметь производить выбор режимов работы, обеспечивающих минимальные погрешности результатов измерения частоты, временных интервалов, отношений частот.

1.2 Приобрести профессиональные навыки в работе с цифровым частотомером. Уметь аргументировано выбирать время счета (Т_сч.), множитель периода (n) и частоту генератора меток (f_м).

2.1 Современные цифровые частотомеры, выполненные на микропроцессорной основе или на схемах с жесткой логикой - приборы многофункциональные*. Переход от одной функции к другой осуществляется по установленной программе или посредством электромеханических коммутаторов – (ключей).

Функциональная схема, представленная на рис.2.1, относится к схемам ЭСЧ с жесткой логикой.

*Цифровые частотомеры могут работать в следующих режимах:

· измерения частоты;

· измерения периода;

· измерения отношения частот;

· измерения интервалов времени и длительности импульсов;

· выдачи сигналов кварцованных частот от долей герц до десятков мегагерц.

Рисунок 2.1 – Структурная схема ЭСЧ

Структурная схема ЭСЧ включает в себя: 1 – входное устройство канала А;

2 – коммутатор канала А; 3 – формирующее устройство; 4 - временной селектор (схема И);

5 – кварцевый генератор; 6 – умножитель частоты; 7 – входное устройство канала Б;

8 - коммутатор канала Б; 9 – делитель частоты;10 – блок управления, формирователь стробирующего импульса; 11 – блок счетчиков с цифровым индикатором; n - коэффициент деления частоты; m - множитель частоты.

Во всех цифровых частотомерах реализован метод дискретного счета, который обладает многими достоинствами. К ним относятся: широкий диапазон измерений, высокая точность и помехоустойчивость, возможность выдачи результатов измерения на печать и т.д. Сущность этого метода заключается в сравнении сигналов двух частот, одна из которых является образцовой.

2.2 В режиме «ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ» производится прямое сравнение частоты исследуемого сигнала f_с со значением образцовой частоты f_обр, воспроизводимой мерой (кварцевым генератором) в качестве «единицы измерения». Здесь f_с > f_обр, что дает возможность найти цифровым способом число, показывающее во сколько раз f_с больше f_обр., которая образуется на выходе блока управления (10).

В этом режиме периодический сигнал с частотой f_с подается на вход «А». После входного устройства (1) исследуемый сигнал поступает через коммутатор (2) (ключ коммутатора находится в положении 1) на преобразователь аналогового сигнала в дискретный (4). Здесь исследуемый сигнал, (например, синусоидальный) преобразуется в периодическую последовательность коротких импульсов (рис.2.2). Отдельные импульсы этой последовательности могут быть сформированы в моменты перехода синусоидального сигнала через нулевой уровень с производной одного и того же знака. Таким образом, частота следования этих импульсов совпадает с частотой измеряемого сигнала. Далее эта последовательность импульсов поступает на первый вход временного селектора (4). На второй вход временного селектора подается, так называемый стробирующий импульс. Формирование стробирующего импульса производится в канале Б, в котором напряжение образцовой частоты, генерируемое кварцевым генератором, подается через коммутатор (ключ коммутатора находится в положении 1) через блок деления частоты (8) на формирователь (10).

На рис 2.2 представлены диаграммы напряжений ЭСЧ, наглядно показывающие суть цифрового метода, который сводится к подсчету числа импульсов N, поступающих на счетный блок (11) за время, равное Т_обр, называемое «временем измерения» или «Временем счета», т.е.:

, (2.1)

где f_с – измеряемая частота. Таким образом, частота исследуемого сигнала определяется выражением

, (2.2)

где Т_сч = Т_обр.

Рисунок 2.2 – Эпюры напряжения в режиме "А" ЭСЧ

Из рисунка 2.2 можно сделать заключение, что в счетный блок поступит (N ) импульс. Тогда:

f_{с изм} = , (2.3)

где Т_сч =n Т_обр ,

где Т_обр – период колебаний кварцевого генератора, n – коэффициент деления частоты блока (9).

2.3 При измерении частоты с помощью ЭСЧ имеют место две составляющие погрешности: меры (за счет нестабильности частоты кварцевого генератора) и сравнения (за счет дискретизации).

В современных цифровых частотомерах применяются кварцевые генераторы с малой относительной нестабильностью частоты (порядка ±10^-10 … 10^-12). Погрешность сравнения определяется, главным образом, погрешностью дискретности, т.е. обусловлена тем, что фронт и спад управляющего (стробирующего) импульса не синхронизированы с моментами появления импульсов периодической последовательности, которая сформирована из исследуемого сигнала. Максимальное значение абсолютной погрешности дискретности составляет ±1 импульс исследуемого сигнала, тогда:

∆_ƒ = f_изм – f_и = = , (2.4)

где f_и – истинное значение частоты.

Эта погрешность связана с некратностью периодов измеряемого сигнала и сигнала формирования времени счета. Она не зависит от частоты исследуемого сигнала и выражена в секундах. Уменьшить значение абсолютной погрешности можно за счет увеличения Т _сч. Минимальное значение ∆_ƒ может быть получено при Т _сч. расч., определяемом с учётом ограничения на счётный блок ЭСЧ:

N ≤10^q-1, (2.5)

где q – число разрядов ЭСЧ.

Тогда:

T_сч = (2.6)

Максимальное значение относительной погрешности дискретности определяется выражением

δ_ƒ = ∆_ƒ/ f_и= , (2.7)

где N – число импульсов, поступивших в счетный блок ЭСЧ.

Суммарная погрешность измерения частоты

= , (2.8)

где δ _{кв. г.} - составляющая погрешности, вносимая мерой (кварцевым генератором).

2.4 Положение децимальной точки определяется степенью ряда чисел Т _сч. (например, Т _сч. = 10⁰; 10¹; 10²; 10³; 10⁴ мс).

После вычисления Т _сч. расч. по формуле (2.6), выбирают реализуемое Т _сч. расч из указанного ряда, соблюдая следующие условия:

если Т_{с ч} расч мс, то выбирают Т_сч.=10⁴ мс;

10 ⁴ мс>Т _сч. расч> 10 ³ мс,то выбирают Т_сч = 10 ³ мс и т.д. (2.9)

Результат на табло ЭСЧ представляется в кГц.

Пример.

Частота исследуемого сигнала равна 650 кГц. Измерение проводится ЭСЧ типа Ч3-57. Его основные метрологические характеристики (МХ):

- диапазон измерения частоты 0,1Гц÷100МГц;

- диапазон измерения периода 1мкс÷10⁴мс;

- время счета 10⁰ ÷ 10⁴ мс;

- множитель периода 10⁰ ÷ 10⁴;

- метки времени 0,1мкс;1мкс; 0,01 мс; 0,1 мс; 1 мс;

- число разрядов – 7.

Необходимо определить: Т _сч, ∆_ƒ и δ_ƒ и записать результат измерения.

Решение.

1. По формуле (2.6) определяют:

Т _сч. расч = .

С учетом рекомендаций (2.9) выбираем:

Т_сч = 10⁴мс = 10с.

1. Абсолютную погрешность определяем по формуле (2.4):

∆_{ƒ =} .

2. Относительная погрешность дискретности:

δ_ƒ = =

4. Результат на табло 650.0000 кГц.

2.5 В режиме «ИЗМЕРЕНИЕ ПЕРИОДА» производится сравнение измеряемого периода исследуемого сигнала Т _с с образцовым интервалом времени. При этом сигнал подается на вход «Б», и, далее, после соответствующего преобразования в блоках (7), (8) и (9) через блок управления (10) подается на второй вход селектора (4). В блоке (10) длительность сформированного из сигнала прямоугольного импульса совпадает с периодом сигнала либо кратна ему.

В канал А подается напряжение образцовой частоты кварцевого генератора (5) через умножитель частоты (6), коммутатор (2) (положение ключа коммутатора – «2»), преобразователь (3) и далее на первый вход временного селектора.

Диаграммы напряжений, поясняющие работу ЭСЧ в режиме измерения периода, приведены на рис 2.3. Из них видно, что период исследуемого сигнала определяется выражением:

, (2.10)

где Т_м ─ период образцового сигнала; N ─ число меток, поступивших в счетный блок ЭСЧ; n – множитель периода (для рассматриваемого случая n = 1).

Рисунок 2.2 – Эпюры напряжения в режиме "Б" ЭСЧ

Время счета определяется выражением:

T_сч = n×Т_С = N×T_M , (2.11)

Результат на табло

ЭСЧ, как правило, представляется в единицах измерения выбранной «метки времени» (мс, мкс).

Положение децимальной точки при этом зависит и от значения множителя периода, и от значения метки времени.

2.6 Погрешность измерения периода Т_с состоит из трех составляющих: меры, преобразования и сравнения. Погрешность меры обусловлена относительной нестабильностью частоты кварцевого генератора δ_кв.г.=5·(10^-8÷10^-12). Погрешность преобразования δ_пр обусловлена, главным образом, отношением напряжения сигнала и помехи, которое влияет на формирование управляющего импульса и определяется из выражения:

,

где п – число измеряемых периодов сигнала.

Если = - 40 дБ и п = 1, то δ_пр 0,3%.

Если п = 100, то δ _пр = 0,003%.

Погрешность сравнения обусловлена погрешностью дискретности:

∆_Т = Т_изм ─ Т_и = (2.12)

(2.13)

Суммарная относительная погрешность определяется по формуле:

=

Пример.

ƒ_c = 100Гц, Т_с = 10^-2_с, число разрядов q = 7

Т_м = 0,1мкс,1мкс; 0,01мс, 1мс.

Множитель периода n = 10⁰ ;10¹; 10²; 10³ ;10⁴.

Определить: ∆_Т, δ_Т, выбрать n,T_M и записать результат измерений.

Решение.

-Записывают равенство (2.11)

T_сч = n × T _c= N·× T_M

-Выбирают период метки (как правило, минимальное значение), т.е.

Т_м = 0,1мкс=10^-7с.

-Дают оценку величины множителя n периода сигнала, с учетом ограничения (2.5):

n = = <10².

Поскольку 10 < n < 10², то значение множителей периода принимают равным 10.

-Записывают результат измерения периода на табло:

10000.00 мкс.

-Определяют абсолютную погрешность ∆_Т = = ±10^-8_c.

-Определяют относительную погрешность

δ_Т = , где N = , δ_Т = .

2.7 В режиме «ОТНОШЕНИЕ ЧАСТОТ» напряжение с большей частотой ƒ_A, (положение ключа на коммутаторе «1») подается на вход «А» (рис 2.1). В канале А это напряжение преобразуется в последовательность коротких импульсов с частотой следования, равной ƒ_A. Эти импульсы поступают на первый вход временного селектора А, на его второй вход поступает управляющий импульс длительностью Т_сч. Формирование управляющего импульса производится в канале Б из сигнала с более низкой частотой ƒ_{Б ,} поданного на вход Б. Изменение коэффициента деления частоты в блоке 9 позволяет увеличить Т_сч, что, в итоге, увеличивает интегрирующую способность ЭСЧ.

На рис 2.4. иллюстрируется работа ЭСЧ в режиме измерения ƒ_А/ƒ_Б.

Рисунок 2.4 – Эпюры напряжения в режиме " ƒ _А /ƒ _Б " ЭСЧ

Из рисунка видно, что N · T _А = n · Т _Б, откуда:

, (2.15)

.

Время счета:

T_сч= n · Т_Б. (2.16)

2.8 Погрешность измерения отношения частот ƒ_А/ƒ_Б состоит из двух составляющих: преобразования (δ_пр) и сравнения (δ_N):

,

где n - множитель периода, U_Б - напряжение сигнала, поданного на вход Б, U_П –напряжение помехи.

Абсолютная погрешность дискретности:

∆_N = , (2.17)

Относительная погрешность дискретности:

δ_N = , где N = , (2.18)

Суммарная погрешность определяется выражением:

= , (2.19)

Дата добавления: 2015-05-26