Другие предметы \ Электронные устройства в железнодорожном транспорте, телемеханике и связи

Разработка цифрового вольтметра постоянного напряжения, страница 4

, (2)

где b – целое число.

Напряжение Ux согласно формуле (2) определится , т.е. прибор непосредственно показывает значение измеряемого напряжения, при этом величина b определяет положение запятой в числе Nx .

Погрешность вольтметра определяется погрешностью преобразования напряжения Ux во временной интервал tx и погрешностью преобразования временного интервала tx в количество импульсов Nx, поступивших на счетчик. Первая из них зависит от коэффициента нелинейности ГЛИНа, стабильности величины k при продолжительной работе вольтметра и от погрешности схем сравнения. Относительная погрешность преобразования временного интервала tx в Nx может быть представлена в виде:

dN = ± dкв ± 1/Nмакс , (3)

где dкв – относительная частотная погрешность кварцевого генератора; 1/Nмакс –погрешность дискретности.

Как известно, приведенная относительная погрешность представляет собой отношение абсолютной погрешности к пределу измерения прибора. В нашем случае предел измерений вольтметра определяется размахом напряжения ГЛИНа Uглин макс и соответствующем ему максимальным числом Nмакс, которое при этом записывается в счетчик.

Величина dN в основном определяется погрешностью дискретности, так как погрешность кварцевого генератора (нестабильность частоты) легко может быть доведена до значения порядка .

Погрешность дискретности органически присуща дискретным представлениям непрерывных величин и возникает в связи с тем, что счетчик реагирует не на временные интервалы, а на импульсы.

Из других причин, вызывающих погрешность измерений, можно назвать конечную крутизну фронтов сигнала на выходе триггера и неточность работы временного селектора.

Из требования снижения погрешности измерения вытекают соответствующие требования к параметрам узлов структурной схемы цифрового вольтметра.

Суммарная относительная погрешность цифровых вольтметров время-импульсного преобразования, выпускаемых промышленностью, составляет величину порядка 0.1% ±N -1макс при быстродействии порядка сотен циклов измерений в секунду.

Частота генератора счетных импульсов

Fo ³ Nмакс/tизм , (4)

где tизм - время измерения одного цикла.

Частота управляющих импульсов:

Fy ³ 1/(tизм) (5)

Время индикации результатов измерения обычно составляет 0.1-5 с. Основной недостаток вольтметра время-импульсного преобразования –

невозможность подавления напряжения помех. Для устранения этого необходимо на входе прибора включить фильтр, что приводит к существенному увеличению времени измерения.

Произведем расчет основных параметров цифрового вольтметра для данного курсового проекта.

По формуле (3) найдем Nмакс для следующих данных:

Точность измерения: = 0.002; dкв = 0.001 , тогда