Цифровые вольтметры с поразрядным кодированием

Такие вольтметры обладают высокой точностью измерений (погрешность измерений составляет ± 0,001%) и быстродействием. Принцип действия прибора состоит в том, что измеряемое постоянное напряжение U_изм. поочередно сравнивается с образцовым напряжением U_обр., значения которого равны или кратны ряду 2⁵, 2⁴, 2³, 2², 2¹, 2⁰ (т.е. 32, 16, 8, 4, 2, 1В). Сравнение происходит по методу «много», т.е. U_обр. > U_{изм .} или «мало», т.е. U_обр. < U_{изм .}. В первом случае U_обр. отключается и в соответствующий разряд счетчика записывается «0» (т.к. образцовое напряжение не использовано). Во втором случае U_обр остается и к нему добавляется ближайшее меньшее значение U_{изм .}. и опять производится сравнение (в счетчик поступает «1» т.к. U_обр использовано).

ВУ

ВД

СУ

УУ

СБ

УЦО

ИОН

U_{обр .}

U_{изм .}

Принцип действия такого вольтметра можно объяснить с помощью

Рис. 3.17. Структурная схема ЦВ с поразрядным кодированием

структурной схемы, изображенной на рис. 3.17.

Пусть измеряемое напряжение U_{изм .} равное, например, 11В поступает через входное устройство ВУ на входной делитель ВД, позволяющий получить пределы измерений 1. 10, 100 и 1000 В. Переключение пределов может производиться вручную или автоматически под воздействием сигналов управляющего устройства УУ. Источник образцового напряжения ИОН под воздействием тактовых импульсов УУ выдает поочередно в каждый такт образцовые постоянные напряжения (т.е. 32, 16, 8, 4, 2, 1В). Сравнивающее устройство СУ производит сравнение измеряемого напряжения с образцовым. В первый такт U_обр = 32В, т.е. оно больше U_{изм .}. Поэтому СУ выдает сигнал управления, отключающий образцовое напряжение. Во второй такт УУ выдает образцовое напряжение амплитудой 16В, которое также оказывается большим, чем измеряемое напряжение, поэтому СУ отключает и его. Таким образом, поданное в оба такта образцовое напряжение оказывается неиспользованным и в разрядах счетчика в двоичном коде появляются два нуля (00). В третий такт на сравнивающее устройство СУ поступает образцовое напряжение амплитудой 8В < U_изм. Это образцовое напряжение оказывается включенным и на счетчике появится единица (001). В четвертый такт на СУ поступает образцовое напряжение амплитудой 4В. Оно суммируется с напряжением 8В, которое осталось включенным. Результирующее напряжение на выходе ИОН становится равным 12В, поэтому СУ выдает сигнал отключения напряжения 4В, т.е. оно не используется и в следующем разряде счетчика появляется ноль (0010). В пятом такте на СУ поступает образцовое напряжение, равное 2В, оно суммируется с имеющимся уже напряжением 8В и становится равным 10В, что меньше измеряемого напряжения. Поэтому на счетчик поступит еще одна единица, а образцовое напряжение 2В не отключится. Таким образом, после пятого такта имеем двоичное число (00101). В шестом такте на СУ поступит образцовое напряжение, равное 1В. Оно суммируется с уже имеющимися там напряжениями 8В и 2В. Общее образцовое напряжение станет равным 8 + 2 + 1 = 11В, т.е. равным измеряемому напряжению U_изм. Но т.к. образцовое напряжение 1В останется включенным, то в следующем разряде счетчика появится единица (001011). В результате счетчик получит законченный двоичный код 1011, что соответствует числу 11 в десятичной системе.

Управляющее устройство имеет генератор тактовых импульсов, определяющий ритм подачи образцового напряжения. Счетный блок СБ и устройство цифрового отсчета преобразуют с помощью дешифратора двоичный код в десятичный и на цифровом табло появляется значение измеряемого напряжения в цифровой форме.

Дата добавления: 2014-01-04