Разработка цифрового вольтметра с точностью вольтметра 0.3% и временем измерения 0.5 с

Аннотация

В этом курсовом проекте разработан цифровой вольтметр поразрядного кодирования с использованием метода бинарного поиска. Этот вольтметр можно также использовать в качестве омметра.

Исходные данные :

1 . Вид измеряемого напряжения: постоянное.

2 . Пределы вольтметра:  0-1 В .

3 . Точность вольтметра: 0.3 % .

4 . Время измерения: 0.5 с .

5. Элементная база: КМОП.

В данном приборе имеется защита от перенапряжения , индикация перенапряжения , индикация измеряемого напряжения(сопротивления).

Измеряемая величина высвечивается на трёхразрядном индикаторе.

Содержание

Введение

Измерительная техника является одним из решающих факторов технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства.

 Экстремальный характер условий многих областей современного производства и научных исследований потребовал широкой автоматизации процессов измерения. Появились новые требования к средствам измерения, характеризующиеся не отдельными измерениями, а использованием результатов потоков измерительной информации, применением ЭВМ. Стали интенсивно развиваться различные виды измерительных систем.

В наше время является очень важным способ представления информации. Именно при развитии мощных вычислительных систем цифровой способ представления результатов оказался наиболее удобным благодаря своей точности, стабильности и удобством реализации на ЭВМ.

Электроизмерительная техника имеет исключительно большое значение для научно-исследовательской работы. Чем совершеннее и точнее электроизмерительные приборы, тем глубже и правильнее может быть изучено исследуемое явление. С применением новых средств измерения появляются решения задач, ранее считавшихся нереальными.

Сейчас измерительная электротехника интенсивно развивается во всех направлениях. Повышается точность и быстродействие, расширяются диапазоны измерений, приборы становятся всё более универсальными, расширяется номенклатура, разрабатываются различные специализированные установки, получают применение измерительно-вычислительные комплексы, совершенствуются и создаются новые государственные эталоны единиц электрических величин, что увеличивает уровень точности измерений.

Значение средств измерительной техники неуклонно растёт и это требует постоянного их совершенствования.

1 Структурная схема цифрового вольтметра поразрядного кодирования

  Структурная схема имеет вид:

Цифровой вольтметр содержит:

1. Входное устройство(ВУ).

2. Устройство сравнения(УС).

3.  Источник тока(ИТ).

4. Тактовый генератор импульсов(ГИ).

5. Дешифратор(ДШ).

6. Устройство задания эталонного напряжения(СЗН).

7. Цифровой индикатор(ЦИ).

8. Источник опорного напряжения(ИОН).

9. Запоминающее устройство(ЗУ).

10. Цифро-аналоговый преобразователь(ЦАП).

Входное напряжение подаётся на ВУ. После чего пройдя его оно воспринимается УС. При запуске происходит установка начальных значений цифровых устройств. С ГИ тактовые импульсы подаются на СЗН, которая формирует сравниваемое напряжение. УС формирует сигнал, в соответствии с которым на ЦАП происходит задание значения напряжения. После установки значения измеренного напряжения информация копируется в ЗУ, откуда она может быть считана на порт и ДШ. ДШ преобразует напряжение заданного кода в код для передачи информации на ЦИ.

Основной подбор напряжения осуществляет СЗН с УС.

В СЗН имеется регистр сдвига и 8 запоминающих триггеров. В регистре записана информация о текущем сравниваемым бите, а на триггерах устанавливется код сравниваемого напряжения. С них код передаётся на ЦАП и с него напряжение на УС. Обратная связь с УС осуществляет сравнение и результат обрабатывается СЗН.