3. Процесс преобразования аналоговой формы сигнала в цифровой называется аналогово-цифровым преобразованием, а преобразователь, осуществляющий это преобразование – аналогово-цифровым преобразователем (АЦП). АЦП имеют важное самостоятельное значение. Они широко используются для связи первичных преобразователей электрических и неэл. Величин с цифровыми вычислительными машинами, микропроцессорами и др. средствами. Отличие АЦП от ЦИП состоит в повышенном быстродействии и отсутствии цифрового отчетного устройства.
По виду измеряемых величин ЦИП подразделяются :
· Вольтметры постоянного и переменного тока
· Омметры и мосты постоянного и переменного тока
· Комбинированные приборы
· Измерители частоты и интервалов времени
· Специализированные ЦИП, предназначенные для измерения t°,массы грузов, скоростей, времени срабатывания различных элементов
АЦП ЦВ строятся на основе различных методов преобразования, но чаще применяются методы уравновешивающего преобразования и методы интегрирования. АЦП уравновешивающего преобразования обладают высоким быстродействием (до 100000 преобразований в секунду), высокой точностью преобразования, но имеют низкую помехоустойчивость. АЦП двухтактного интегрирования при сравнительно невысоком быстродействии (4-25 преобразований в секунду) обладают высокой помехоустойчивостью.
Тема 7.2: «Цифровые вольтметры».
1. Цифровые вольтметры (ЦВ) постоянного тока – наиболее распространённая группа ЦИП. Измеряют U-е = 1мкВ до 1кВ с погрешностью 0,01…0,1% при быстродействии от 2 до 5000 измер. в сек. и вход. Rвх=109-107 Ом.
Структурная схема ЦВ уравновешивающего преобразования.
Измеряем Ux непосредственно (через SA1 и SA2в позиции 1) или через делитель напряжения ДН (перекляч. SA1 и SA2 в положение 2), с помощью которого выбирается поддиапозон измерения. Затем через фильтр Ф или напрямую.
Фильтр Ф служит для отделения сигнала от помех, имеет 2-а выхода с подавлением помехи 40 и 60 дБ. Фильтр инерционность, поэтому по возможности его отключают.
Делитель напряжения ДН имеет Rвх=10 МОм Þ им и определ. Rвх вольтметра при Ux > 3 В. если Uх£ 3 В, то ДН выключают и Uх подаётся на вход сравниваемого устройство (СУ), у которого Rвх.су =109…1010 Ом.
На второй вход СУ подаётся компенсирующее напряжение Uк, снимаемое с выхода регулируемого делителя напряжения РДН. Max диапазон измерения Uк=0…3В Þ этим объясняется требование Uх£ 3В.
РДН, состоящий из резисторов, имеет коэфф. передачи делителя Кд прямо пропорционален коду N, поданному на РДН с устройства управления (УУ).
Кд=аN , где а – коэфф. пропорциональности .
Напряжение U0 на вход РДН поступает от источника опорного напряжения ИОН. Полярность от ИОН выбирается автоматически в соответствии с полярностью Uх. Очевидно Uк=КдU0.
Устройство управления УУ автоматически устанавливает равновесие Uк=Uх=КдU0=aU0N Þ N=Ux/aU0 , т.е. код N и измеряемое напряжение Uх пропорциональны. Затем код N подаётся на цифровое отсчётное устройство ЦОУ – в виде цифр измеряемого напряжения Uх.
Переключатель SA4 имеет положения 2 и 3 для коррекции аддиативной и мультипликативной составляющих погрешностей ЦВ. При аддиативной составл. SA4 ® в 2 Þ на левый вход СУ подаётся сигнал соответствующий нулевому уровню. И если в схеме имеется источник аддиативной погрешности, то на отсчётном устройстве ЦВ появится число отличное от «0». Плавной регулировкой РДН добиваются «0».
При мультипликативной составляющей SA4 ® 3 и на вход СУ подключается элемент с ЭДС =1,0186В (или др.) Þ соответствует Þ регулируют выходное напряжение ИОН (источник опорного напряжения) до получения.
Ручки регулировки аддиат. и мультипл. погрешн. выносят на переднюю панель. Режим работы может быть как фазовый, так и периодический.
Структурная схема ЦВ,
Измеряемое Uх непосредственно (SA1, SA2 в положение 1) или через ДН (пол.2), с помощью которого выбирают нужный поддиапозон. Затем через фильтр Ф (SA3 в 2) или непосредственно (SA3 в1) подаётся на ключ SA4.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.