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 преобразователи и приборы

Читайте также:
  1. Аналоговые измерительные электрические приборы.
  2. Вопрос 23. Приборы для тахеометрической съемки
  3. Вопрос 3 Усилительные приборы и схемы их включения.
  4. Добавьте ваши цифровые данные по продажам в проект
  5. Другие оптические и оптико-механические приборы.
  6. Емкостные преобразователи
  7. Емкостные преобразователи перемещений
  8. Измерительные преобразователи компенсационного типа
  9. Измерительные преобразователи переменного тока
  10. Индикаторные приборы
  11. Индуктивные преобразователи
  12. ИНДУКТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Структурная организация приборов и систем.

В настоящее время широко применяются цифровые измерительные преобразователи (ЦИП), имеющие ряд преимуществ перед аналоговыми электроизмерительными приборами.

В отличие от аналоговых приборов в ЦИП обязательно выполняются следующие операции:

· квантование измеряемой величины по уровню;

· дискретизация ее по времени;

· кодирование информации.

Цифровыми называются измерительные приборы, автоматически вырабатывающие дискретные сигналы измерительной информации и представляющие показания в цифровой форме.

Значение выходной величины, отображаемое на цифровом отсчетном устройстве, соответствует коду, полученному в ЦИП. Представление измерительной информации в виде кода обеспечивает возможность ее регистрации и обработки, длительного хранения в запоминающих устройствах без потерь, передачи, без искажения практически по любым каналам связи и ввода в ЭВМ для обработки, а также исключает вносимые оператором при отсчете субъективные погрешности.

Кроме того, к преимуществам ЦИП относятся:

· удобство и объективность отсчета;

· высокая точность результатов измерения;

· широкий динамический диапазон в сочетании с высокой разрешающей способностью;

· высокое быстродействие;

· возможность автоматизации, а в последние годы и интеллектуализации процесса измерения;

· высокая устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям;

· возможность использования новейших микроэлектронных технологий.

Переход от жесткой логики функционирования к программной ее реализации открывает большие перспективы перед цифровой измерительной техникой.

С момента своего появления цифровая измерительная техника развивалась в двух направлениях: создание автономных цифровых измерительных приборов и цифровых измерительных преобразователей. Различие между ними достаточно размыты, и заключаются в отсутствии у первых канала связи с ЭВМ, у вторых — цифровой индикации и автономности использования. В последние годы различия между ними в основном перенесены в область эргономических показателей, габаритов и др.

Являясь частью цифровых приборов, измерительные преобразователи выдают результат в виде кода. Кодирование может проводиться с помощи различных систем счисления.

Главным ограничением в применении произвольной системы счисления при кодировании информации является сложность технической реализации всего алфавита системы. Поэтому естественно, что двоичная система счисления и ее разновидность приняты на вооружение цифровой измерительной техники.

Двоичное изображение числа требует большего (для многоразрядного числа примерно в 3 раза) числа разрядов, чем десятичное представление. Тем не менее применение двоичной системы очень удобно при технической реализации устройства, поскольку в этом случае оно должно иметь только два устойчивых состояния, например триггерная схема и др. Зародившись недрах современной электронной вычислительной техники, эта система счисления и ее модификации являются неотъемлемой частью цифровой имерительной техники.



Необходимость отображения результатов измерения в ЦИП заставляет применять в них и десятичную систему счисления. Таким образом, в ЦИП присутствует некоторый преобразователь из двоичной системы в десятичную. Это устройство может быть сильно упрощено, если в ЦИП применить для кодирования двоично-десятичную систему счисления.

При большом количестве разрядов двоичного кода его запись становится неудобной и малоинформативной. В этом случае пользуются шестнадцатеричной системой счисления.

Технически несложно реализуется и наиболее простая система счисления единичная, в которой любое число образуется простым суммированием символа основания 1. Например, числа десятичной системы 1, 2, 3, 4… в единичной системе записываются в виде 1, 11, 111, 1111... Для получения кода в единичной системе на практике обычно применяются преобразователи измеряемой величины в пропорциональную ей частоту импульсов напряжения.

В зависимости от очередности вывода во времени символов кодового сигнала различают параллельные и последовательные коды. При параллельном
коде информация о состоянии всех разрядов передается одновременно, т.е.
для этого необходимо столько линий, сколько разрядов в кодовой комбинации.

Последовательный вывод может быть осуществлен лишь в виде последовательности импульсов напряжения, при этом важно не только наличие
импульса в последовательности или его отсутствие, но и местоположение
сигнала во времени.

В настоящее время существуют различные классификации цифровых приборов, основанные на выборе основных классификационных признаков.

По структурной схеме цифровых приборов: при отсутствии необходимости в визуальном контроле результатов измерения АЦП применяют как самостоятельное устройство, обеспечивающее на выходе представление результатов измерений в коде, удобном для регистрации или ввода в ЭВМ.

Назначение узлов АЦП следующее. Во входном преобразователе Пр1 входная величина преобразуется из одного вида в другой, например осуществляется масштабирование входного сигнала, преобразование напряжения

Структурная схема цифровых измерительных приборов: АЦП - аналого-цифровой преобразователь; УУ - устройство управления; УУП - устройство управления прибором; УИ - устройство индикации; Пр1-3 – преобразователи.

 

 


 

в интервал времени или переменного напряжения, сопротивления, емкости и других величин в постоянное напряжение. Здесь может также осуществляться предварительная дискретизация по времени.

Само преобразование аналог – код выполняется в преобразователе Пр2. Если полученный код неудобен для дальнейшего использования, то применяют дополнительный преобразователь ПрЗ, служащий для получения нового кода. Последний является выходным кодом АЦП и поступает на УИ. Согласованную работу АЦП обеспечивают сигналы УУП. В зависимости от назначения и принципа действия приборов иногда функции отдельных узлов совмещают в одном или исключают их.

По роду измеряемой величины ЦИП подразделяют на вольтметры, частотомеры, фазометры, омметры и др. Приборы, измеряющие среднее значение напряжения за определенный интервал времени, называются им интегрирующими. Кроме того, ЦИП подразделяют на группы по точности, быстродействию, надежности. В зависимости от способа организации процесса преобразования все ЦИП подразделяют на приборы циклические и следящие. В циклических приборах весь процесс преобразования протекает всегда независимо от значения измеряемой величины по заданной программе от начала до конца. Снятие показания в приборах циклического действия допускается лишь во время определенного такта – так называемого времени индикации. В следящих ЦИП переход к очередному преобразованию осуществляется под воздействием сигналов, вырабатываемых при изменении некоторых параметров входного сигнала определенное приращение. Такими параметрами могут быть амплитуда сигнала длительность периода и др. Характер процесса преобразования при этом зависит от значения отклонения измеряемой величины. Показания такого прибора готовы для последующего использования.

Приборы следящего действия можно отнести к устройствам адаптивной дискретизации, так как частоту преобразований выбирают, исходя из характера сигнала.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Цифровые преобразователи и приборы

Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 376; Нарушение авторских прав?;


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



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.80.236.48
Генерация страницы за: 0.006 сек.