Измерения с помощью цифрового мультиметра (руководство к лаборатоной работе), страница 8

Описанный алгоритм поразрядного уравновешивания U_Х продолжается до тех пор, пока не будет определено со­стояние самого младшего разряда. Временная диаграмма на рис. 6, б показывает значения кодовых сигналов в каждом разряде тетрад в конце цикла измерения: для рас­сматриваемого примера эти значения образуют код 11001101. Полученный код преобразуется в десятичный и выводится на ЦОУ.

Основными составляющими погрешности такого ЦВ яв­ляются: погрешности дискретности квантования U_Х, ПКН и от наличия порога срабатывания СУ, Принципиально погрешность ЦВ поразрядного уравновешивания можно снизить до 0,001% при сохранении высокого быстродействия. Однако на входе таких ЦВ для подавления помех нормального вида приходится использовать входные филь­тры, которые резко снижают быстродействие этих прибо­ров. В настоящее время ЦВ поразрядного уравновешива­ния вытесняются интегрирующими вольтметрами, но метод поразрядного уравновешивания сохраняет свое значение для построения быстродействующих АЦП автономного применения. Примером ЦВ поразрядного уравновешивания может служить выпускаемый серийно вольтметр типа Ш1312, характеризующийся следующими данными:

Поддиапазоны измерения 1,6; 16; 160; 500 В; погреш­ность прибора, %, нормирована в виде ±0,\5U_ном/U_x; чув­ствительность 1 мВ; входное сопротивление не менее 0,1 МОм; подавление помех нормального вида сетевой ча­стоты 40 дБ с фильтром; время измерения 20 мс — без фильтра, 2 с — с фильтром. В приборе предусмотрен вывод параллельного двоично-десятичного кода.

При построении ЦВ с повышенной точностью и разре­шающей способностью иногда применяется разделение процесса аналого-цифрового преобразования на два этапа. На первом этапе производится преобразование U_x в код, который заносится в m₁ старших разрядов цифрового инди­катора. Этот код затем подвергается точному обратному преобразованию с помощью ПКН. Выделяется разностное напряжение ΔU между U_x и выходным напряжением ПКН. На втором такте производится преобразование усиленного значения kΔU в код, который заносится в m₂ младших раз­рядов цифрового индикатора. Результат измерения выра­жается суммарным кодом, состоящим из m₁ + m₂ разрядов. Для преобразования на каждом из этапов могут быть при­менены одинаковые или разные методы. Примером ЦВ с описанной организацией процесса аналого-цифрового пре­образования может служить вольтметр типа Щ1611, у ко­торого на обоих этапах выполняется преобразование на­пряжения в частоту. Вольтметр характеризуется разреша­ющей способностью 1/10⁶ и классом точности 0,0025/0,001. Однако подобные вольтметры отличаются высокой слож­ностью и малой надежностью.