Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Цифровые вольтметры постоянного тока с время - импульсным преобразованиемВ основу работы цифровых вольтметров постоянного тока с время - импульсным преобразованием положен время - импульсный метод преобразования напряжения постоянного тока в прямо пропорциональный интервал времени с последующим измерением длительности интервала. Измеряемое напряжение подается на входное устройство, в котором напряжение приводится с помощью делителя к номинальному пределу (10 В) и далее поступает на усилитель постоянного тока. В усилителе постоянного тока оно усиливается и преобразуется в симметричное напряжение (рис. 6.5, а). Сигналы с выходов усилителя постоянного тока, потенциалы которых связаны линейно со значением и знаком На время обратного хода пилообразного напряжения генератор счетных импульсов запирается прямоугольным импульсом цикла. Узел сброса, управляемый синххронизатором, вырабатывает отрицательный сбросовый импульс, переводящий все декады устройства цифрового отсчета перед началом прямого хода в положение 0. Длительность цикла измерения определяется синхронизатором. 
Полярность измеряемого постоянного напряжения определяется очередностью срабатывания устройства сравнения и соответствующий сигнал «—», « + », «~» подается в устройство цифрового отсчета. При установке нуля прибора вход усилителя постоянного тока заземляется, а при калибровке на его вход подается напряжение от встроенного внутри калибратора (источника калибровочного напряжения). Временные диаграммы, поясняющие принцип компенсации в цифровом вольтметре с время - импульсным преобразованием, показаны на рис. 6.5, б. В случае измерения переменного напряжения входной сигнал после делителя подается на преобразователь переменного напряжения в постоянное, а затем поступает уже на вход усилителя постоянного тока. В качестве преобразователя используется полупроводниковый детектор среднего значения. Погрешность прибора зависит от линейности и скорости изменения компенсирующего напряжения, стабильности генератора, генератора счетных импульсов, чувствительности устройства сравнения, точности установки нуля или опорного напряжения. Метод время - импульсного преобразования используется в вольтметрах ВК7-10А; В7-20 и др. Один из основных недостатков вольтметров с время - импульсным преобразованием — влияние различных помех на результат измерения, в частности помех частоты 50 Гц промышленной сети. Наибольшая погрешность определяется пиковым значением напряжения помех
и вольтметры с двойным интегрированием. Из этой формулы следует, что среднеарифметическое значение напряжения за период интегрирования
6.4 Цифровые вольтметры постоянного тока с частотно-импульсным преобразованием (интегрирующие)
В интегрирующем цифровом вольтметре осуществляется преобразование напряжения
где Измеряемое напряжение Цикл работы формирователя определяется интервалом времени
Рисунок 6.6 - Схема интегрирующего вольтметра (а) и временные диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы (б)
Для процесса заряда и разряда интегратора справедливо выражение
где При прямоугольной форме импульсов амплитудой
где Следовательно, уравнение преобразования можно записать в виде
т. е. параметры преобразователя не зависят от значений емкости На значение общей погрешности существенное влияние может оказать дрейф нуля интегратора, поэтому в преобразователях малых напряжении в" частоту используют различные способы компенсации дрейфа нуля интегратора, не ухудшая быстродействие. Частотно-импульсное преобразование используется в вольтметрах В2-23; В7-21 и др.
6.5Цифровые вольтметры постоянного тока сдвойным интегрированием Метод время-импульсного преобразования в сочетании с двойным интегрированием позволяет эффективно ослабить влияние помех, измерить напряжение обеих полярностей, получить входное сопротивление, равное единицам гигаом, и малую погрешность измерения без предъявления особых требований к постоянству линейно-изменяющегося напряжения. Вольтметр содержит (рис. 6.7, а) интегратор, на вход которого подается напряжение Измерение напряжения На первом такте (интегрирование «вверх») интегральное значение измеряемого напряжения В исходном состоянии все электронные ключи
где Когда на счетчик поступит Напряжение
где Импульсы от генератора счетных импульсов продолжают поступать на счетчик. В момент времени Для момента времени
где
Рисунок 6.7 - Схема цифрового вольтметра с двойным интегрированием(а) и временные диаграммы, поясняющие принцип его работы (б) За время После размыкания ключа Из приведенного выше соотношения для момента времени
где Откуда
Интервал времени
Длительность интегрирования «вверх» Метод время-импульсного преобразования в сочетании с двойным интегрированием используется в вольтметрах Щ1413, Щ1516.
|
||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 548. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |
, подаются на входы устройства сравнения (двух компараторов). На вторые входы устройства сравнения подаётся линейно-падающее напряжение 
от генератора линейно-изменяющего напряжения. В моменты уравнивания напряжения 
и 
происходит два последовательных срабатывания устройства сравнения, которые следуют через промежуток времени 
. На выходе устройства сравнения образуется прямоугольный импульс длительностью 
. Этот импульс отпирает генератор счетных импульсов (образцовая частота обычно 0,8—1 МГц), импульсы с которого поступают на электронный счётчик импульсов и устройство цифрового отсчета.
.Для ослабления симметричных помех применяют частотно-импульсные (интегрирующие) вольтметры, которые измеряют среднеарифметическое значение напряжения за время, значительно превышающее период помехи или кратное одному или нескольким ее периодам
равно значению измеряемого постоянного напряжения 
в частоту 
. Преобразователь напряжения — частота — может быть выполнен на лампах, транзисторах, операционных усилителях. Вольтметр содержит интегратор — устройство, выходное напряжение 
которого пропорционально интегралу по времени от входного напряжения, т. е.
— постоянная интегрирования. Интегратор может быть реализован на лампах, транзисторах, операционных усилителях. Схема интегрирующего вольтметра с импульсной обратной связью представлена на рис. 6.6, а.
с источника образцового напряжения. В момент равенства выходного напряжения интегратора 
импульс амплитудой 
,постоянной вольт-секундной площади 
(рис. 6.6, б).
, зависящим от значения напряжения 
, 
.
.
и образцового напряжения 
. Число прошедших импульсов 
выражает значение 
,где 
разомкнуты. В начале первого такта (в момент времени 
пуска) устройство управления вырабатывает прямоугольный импульс калиброванной длительности 
с крутым фронтом и срезом. В момент появления фронта импульса ключи 
и 
замыкаются, в результате чего на вход интегратора поступает измеряемое напряжение 
- постоянная интегрирования на первом такте.
импульсов, он будет заполнен и импульс 
в момент времени 
сбросит его в нулевое состояние. При этом размыкается ключ 
,в результате чего ко входу интегратора прикладывается от источника образцового напряжения напряжение 
начинает убывать по линейному закону пропорционально напряжению 
- длительность первого такта интегрирования; 
- постоянная интегрирования на втором такте.
напряжение 
- длительность второго такта интегрирования.
импульсов. Код числа 
следует, что
- постоянная времени интегратора; 
- параметры элементов схемы интегратора.
и не зависит от постоянной времени интегратора, т. е. для осуществления метода время-импульсного преобразования с двойным интегрированием не требуются цепи с высокостабильными элементами. Число прошедших импульсов 
могут поддерживаться постоянными с высокой точностью и поэтому погрешность преобразования напряжения во временной интервал при этом методе незначительна.