Вероятностное описание погрешностей измерения, страница 34

Работа ЦВ временного преобразования основана на преобразовании измеряемого напряжения в интервал времени и далее в цифровой  код. ЦВВП делятся на вольтметры развертывающего ВП (ЦВР) и интегрирующие ЦВ (ИЦВ). В ЦВР измеряемое напряжение  сравнивается с изменяющимся по линейному закону напряжением развертки , формируемым генератором пилообразного напряжения ГПН. Интервал времени от начала процесса развертки до момента равенства напряжений пропорционален напряжению .

Импульсы  запуска, вырабатываемые генератором импульсов и ДЧ, устанавливают Тг в единичное состояние и одновременно запускают ГПН, который формирует напряжение развертки , где -скорость изменения пилообразного напряжения;  - максимальное значение напряжения развертки;  - время развертки.

В момент равенства напряжений  и  устройство сравнения вырабатывает импульс, возвращающий триггер в нулевое состояние. На выходе Тг формируется импульс  длительностью ,

6.9. ЦИП с микропроцессорами.

Микропроцессор (МП) представляет собой устройство, состоящее из одной или нескольких микросхем, которое выполняет функции центрального процессора программируемой вычислительной машины. В общем случае МП состоит из арифметическо-логического устройства (АЛУ) и устройства управления (УУ). АЛУ служит для выполнения А и Л операций над данными, поступающими либо из памяти, либо из устройства ввода. УУ управляет потоком данных и команд согласно программе. Программа работы МП в виде набора отдельных команд и необходимые для вычисления данные хранятся во внешнем запоминающем устройстве (ЗУ). УУ выбирает из памяти команды, дешифрует и выполняет их, переключая соответствующие логические схемы, обеспечивая тем самым необходимую последовательность операций. Связь с внешними устройствами осуществляет устройство ВВ.

МП выполняет следующие функции:

- управление процессом АЦП;

- управление работой преобразователей различных физических величин в напряжение постоянного тока или код;

- автоматический выбор пределов измерения;

- управление приборным интерфейсом;

- управление индикатором;

- диагностику неисправностей;

- операции ввода–вывода;

- обработку измерительной информации;

- коррекция измерений;

- калибровка установки;

Появились логгеры (date loggers-регистраторы данных). Коммутаторы, АЦП, МП, или микро-ЭВМ, ОЗУ, ПЗУ, ЦСОИ, пульт оператора и УВВ. Несколько сот измерительных каналов.

6. Оценивание распределений.

6.1. Параметрическое и непараметрическое оценивание.

6.2. Гистограмма.

Чтобы получить более полное представление о распределении экспериментальных точек, обычно разбивают занятую ими область на интервалы (прямоугольники или параллелепипеды) и вычисляют чстоты попадания в эти интервалы (п., п-ды). Разделив эти частоты на длины интервалов (площади прямоугольников, объемы параллелепипедов) получают относительные плотности экспериментальных точек в соответствующих частях области, занятой экспериментальными точками. Полученное таким образом распределение экспериментальных точек можно изобразить графически, построив на каждом интервале прямоугольник, высота которого равна значению относительной плотности экспериментальных точек в этом интервале. Полученная в результате ступенчатая кривая называется гистограммой.

Надо выбирать так, чтобы в каждый интервал попадало не менее 10 эксперимен-тальных точек.

Если одновременно с построением гистограммы определяют выборочные средние, дисперсии и ковариации, то для упрощения вычислений обычно считают все экспериментальные точки в данном интервале совпадающие с его центром. Полученная таким образом новая выборка называется групповой выборкой.

Пусть  - неизвестная плотность случайной величины . Предположим, что область возможных значений  разбита на  интервалов . Пусть  случайные числа попаданий величины  в интервалы :

Тогда частоты попаданий в интервалы будут:

                                            (6.1)

И если , а значит и  велики, то можно  принять за оценки вероятностей  и

                                                 (6.2)

6.3. Оценка функции распределения.

Пусть  - случайное число экспериментальных точек случайной величины  при   опытах, удовлетворяющих неравенству . Тогда оценка функции распределения величины  будет

                                      (6.3)

6.5. ЦИП для измерений временных параметров

В измерительной технике при дистанционных измерениях широко используют синусоидальные или импульсные сигналы, модулированные по временным признакам (частоте, фазе, длительности). Высокая помехоустойчивость, простота преобразования в дифференциальную форму, возможность подключения большого числа преобразователей к каналу.

6.5.1 Цифровые измерители временных интервалов

Предназначены для измерения периода гармонических или импульсных сигналов, длительности импульса.

В основу измерения временных интервалов положен принцип подсчета числа периодов  импульсного сигнала  с образцовой частотой , заполняющих интервал (период) .

 

УФ – усилитель-формирователь;

К - ключ;

Сч – счетчик;

ГИ – генератор импульсов;

ЦСОИ – цифровое средство отображения информации.

Исследуемый периодический сигнал  поступает на вход , выходной сигнал  которого представляет собой прямоугольные импульсы длительностью , равной периоду измеряемого сигнала. Этот импульс открывает , и импульс с периодом  от  поступают на  за время :

                                                (5.11)

Период  образцовой частоты  - образцовая величина. Код выхода  индицируется .

Основная погрешность – квантования .

                                      (5.12)

Можно за счет синхронизации . Обычно применяют усредненное по  переходам для повышения точности.

6.5.2. Цифровые частотомеры (ЦЧ)

Предназначены для измерения среднего значения или мгновенной частоты периодического сигнала; абсолютного и относительного отклонения частоты от заданного номинала.

Принцип действия заключается в подсчете числа периодов  неизвестной частотой  за образцовый интервал времени , формируемой прибором. Результат измерения:

                                                (5.13)