Расчёт основных параметров цифрового вольтметра

Страницы работы

2 страницы (Word-файл)

Содержание работы

2. Расчёт основных параметров цифрового вольтметра.

К основным техническим характеристикам цифрового вольтметра постоянного тока относят: диапазон измерения, чувствительность, разрешающую способность, входное сопротивление, погрешность измерения, быстродействие и помехоустойчивость.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности прибора.

Под порогом чувствительности цифрового вольтметра понимается наименьшее изменение измеряемой величины, вызывающее изменение показания прибора. На разных диапазонах цифровой вольтметр имеет различную чувствительность. Чувствительность цифрового вольтметра выбирается из условия , где k=1, 2, 3; m=1, 2, 3...

Разрешающая способность цифрового вольтметра – значение (цена) одной единицы младшего разряда отсчётного устройства.

Входное сопротивление цифрового вольтметра характеризует его потребление мощности от источника измеряемого напряжения. Чтобы влияние вольтметра на результат было минимальным, его входное сопротивление делают по возможности большим.

Погрешность измерения цифрового вольтметра относится к числу важнейших технических характеристик.

В зависимости от причины возникновения погрешности разделяют на методические, инструментальные, энергетические и субъективные.

Соответственно по условиям применения различают основную погрешность, возникающую при нормальных условиях эксплуатации, и дополнительную, зависящую от отклонения влияющих факторов от нормы. По законам проявления погрешности делятся на систематические и случайные.

Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей выражают в форме приведённых , относительных и абсолютных погрешностей.

Напряжения в момент уравновешивания связаны соотношением

              (1)

где DXk – шаг квантования компенсационного напряжения (напряжение, соответствующее единице младшего разряда); n – число разрядов кода; ai – коэффициент, равный 1 и 0 в зависимости от результата сравнения в каждом такте; Uп – порог чувствительности схемы сравнения.

Измеряемое напряжение

Подбором K=10b, где b=0, ±1, ±2, ... , добиваются, чтобы значение компенсационного напряжения соответствовало измеряемому напряжению с учётом постоянного множителя, т.е.

Оценить погрешность ЦВ данного типа можно из выражения (1).

Абсолютная погрешность результата измерений

где DXk, DUп, DK – абсолютные ошибки, равные соответственно шагу квантования, порогу чувствительности и ошибке коэффициента усиления входной цепи, образованной входным делителем и усилителем.

Относительную погрешность измерения можно рассчитать по формуле:

 

Из формулы

, где Un=0В, Ux=1000В,

получаем:

В.

Таким образом, точность измерений увеличивается в 4 раза.

    (2.1)

Найдём необходимое число разрядов ЦАПа из формулы (2.1):

n=10.

Исходя из времени измерения определим необходимую частоту генератора:

,

где tизм – время, в течение которого вольтметр должен производить измерение величины напряжение, nциклов – число циклов измерения, которое необходимо для достижения цифрового кода, соответствующего величине измеряемого напряжения. Число nциклов определяется в зависимости от метода получения кода. В нашем случае nциклов=11, т.к. выдача результата на индикаторы произойдёт через 1 цикл после окончания измерения – при появлении на счётчике сигнала переполнения – числа 1110. Таким образом,

Гц.

Необходимая частота генератора 110 Гц. Схема способна работать с большей частотой. Поэтому примем частоту следования синхроимпульсов Кгц. Этим определяется время измерения схемы tизм=0,0011c. tизм<0,1c.

Похожие материалы

Информация о работе