Электронные вольтметры: Методические рекомендации к выполнению лабораторной работы 4.1 по дисциплине "Информационно-измерительная техника", страница 2

 Аналогичные измерения провести для модели циклического вольтметра с большей разрядностью (файл L4_AD_02.ewb), результат занести в таблицу 1.2.

Результат измерения                                                                                                                  Таблица 1.2

Примечание: интервал времени Dt пропорционален Ux.

Интегрирующий вольтметр

Временная диаграмма работы интегрирующего вольтметра представлена на рис. 1.8.

1.8 Временные диаграммы работы интегрирующего вольтметра

для Ux₁, Ux₂; где Ux₂ > Ux₁

После поступления сигнала Запуска в момент времени t₀, интегратор И (рис. 1.9) начинает формировать линейно нарастающее напряжение K₁Ux₁, используя для этого величину Ux.

Скорость нарастания  напряжения  K₁Ux₁ и, соответственно, его значение пропорционально величине Ux. Интегрирование осуществляется на фиксированном для всех значений измеряемых напряжений интервале времени Dt₁ = (t₁ – t₀) - const.

В момент t₁ к входу интегратора подключается опорное фиксированное напряжение – Uоп. Напряжение на выходе интегратора начинает уменьшаться с фиксированной скоростью до нуля.

Интервал времени Dt₂ = (t₂ – t₁) пропорционален амплитуде измеряемого напряжения и определяется с помощью двоичного счетчика прямоугольной формы фиксированной частоты. Результат преобразования (измерения) отображается с помощью двоичного индикатора.

1.9 Функциональная схема аналого-цифрового преобразователя (интегрирующего вольтметра)

На рис. 1.9 компаратор К служит для формирования импульса прямоугольной формы длительностью (t₂ – t₁), который измеряется счетчиком СЧ. Логический блок ЛБ служит для переключения выключателя из положения Ux, после интервала времени (t₁ – t₀) в положение Uоп на интервал времени (t₂ – t₁).

Модель интегрирующего вольтметра (файл L4_02.web) представлена на рис. 1.10.

1.10 Модель интегрирующего вольтметра

Исходное состояние схемы: выключатель 1 в положении OF. Измерение начинается после переключения выключателя 1 в положение ON.

Блок Timer служит для формирования временного интервала (t₁ – t₀) при интегрировании измеряемого напряжения Ubx.  Блок Ucm предназначен для поддержания напряжения на выходе интегратора И, равного нулю, когда измерение не производится.

Блок Generat вырабатывает прямоугольные импульсы фиксированной частоты, они подсчитываются двухразрядным двоичным счетчиком (блок Count) на интервале времени (t₂ – t₁), который формируется компаратором К при интегрировании опорного фиксированного напряжения Uo.

Управление переключателем (расположен в блоке Timer) осуществляется логическим блоком ЛБ.

Временные диаграммы работы интегрирующего вольтметра представлены на рис. 1.11, 1.12.

1.11 Временная диаграмма работы интегрирующего вольтметра при преобразовании Ux

1.12 Временная диаграмма работы интегрирующего вольтметра при преобразовании Uоп

Для отображения результата измерения используется цифровой двухразрядный индикатор.

При повторном измерении нужно использовать выключатель запуска расчета программы (правый верхний угол).

Относительная погрешность измерения аналогична предыдущей схеме. Погрешность дискретизации по времени:

 

Где: Dt – измеряемый интервал времени; N – количество импульсов за интервал Dt = (t₂ – t₁).