Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 [ 116 ] 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

растающим итогом. Поэтому влияние помех и шумов на результат измерения снижается, так как среднее значение пульсации и шумов за время интегрирования близко к нулю. Для устранения таким способом погрешностей от наводок с частотой питания 50 Гц время цикла p„<.. s.ie. зависимость выходной

измерения, т. е. время интегрирования, частоты fx преобразователя ПНЧ

выбирается равным 20 мс. Цифровые входного напряжения Ux приборы с ИЧП и с реверсивными счетчиками импульсов можно также использовать для дифференцирования.

Выходная частота преобразователя Ux fx, обычно изменяется по линейному закону (рис. 8.16)

fx = fo+ fx = kUx, (8.17)

где /о - начальная частота диапазона при Ux = 0; Ux - входное напряжение.

В цифровом приборе с ИЧП должна быть прямая пропорциональность между измеряемой величиной X или Ux и цифровым отсчетом Л. Если в ИЧП /о Ф О, то для выполнения этого требования необходимо выделить частоту Afx = kUx. В этом случае цифровой отсчет

= ГцА/, = TkUx,

где Гц - длительность цикла измерения.

В первой из осуществленных схем цифрового прибора с ИЧП частоты Д fx выделяется смесителем С, на входы которого подается напряжение с частотой fo от отдельного генератора и напряжение с частотой fx (рис. 8.17, а). Импульсы с частотой, равной Afx, через ключ SW, находящийся во включенном состоянии в течении времени Гц, подаются на вход счетчика импульсов. Число импульсов, которые считает счетчик.

= TAfx = kUx

прямо пропорционально измеряемой величине Ux.

В схеме без смесителя (рис. 8.17,6) при стабильности для выделения числа импульсов, прямо пропорционального, коэффициент деления делителя частоты квантующих импульсов выбирается равным Ni - числоюму значению старшего разряда десятичного счетчика. Например, == 100000, тогда Гц = ЫТд, и если = / + fx, то счетчиком импульсов будет подсчитано количество импульсов

= (/о + А/х) = Nx + AfxTn = Л/i + k,Ux == 10* -f Kif/,.

Таким образом, при стабильности fo и Гц числовое значение выхода счетчика без учета самого старшего разряда будет пропорционально измеряемой величине.

Однако этот способ пригоден только для тех случаев, когда А/,„ не превышает 10 % от fo- Для устранения этого недостатка можно использовать реверсивный счетчик с регистром или счетчик с предустановкой,



fx-fo=Mt

liii

lllllll

lllllll

Тц=пТо


Рис. 8.17. Структуры цифровых приборов с ИЧП: а - со смесителем частоты; б - без смесителя частоты; в - с двумя счетчиками импульсов; г - с реверсивным счетчиком и автоматическим переключателем; б -с блоком вычитания частот; е - с запоминающими генераторами частоты с устранением аддитивной и мультипликативной

погрешности.

Получение отсчета = А/лгц юзможно также при помощи

реверсивного счетчика, на котором перед началом измерения записывается число Nx - Гц/ц, а во время измерения вначале происходит сброс числа Л1, а затем дальнейший счет импульсов нарастающим итогом. Тогда

N ==Nx-T (/„ + Afx) = -ГцД/, = -Wx.

Такой же результат может быть достигнут при помощи счетчика импульсов с предустановкой числа Ni = Tufo- В процессе счета чис-



ла импульсов = Гц (/о + А/д;) в момент набора числа N- происходит сброс на нуль, и затем счет импульсов продолжается. Тогда

Третий вариант структурной схемы такого прибора с двумя счетчиками импульсов показан на рис. 8.17,е. Схема состоит из ИЧП, двух электронных ключей SW1 v. SW2, генератора импульсов делителя частоты импульсов, формирователей F1 а F2 к двух счетчиков импульсов СТ1 и СТ2. Время Гц выбирается удобным для зрительного восприятия результата измерения, который выдается счетчиком в цифровой форме. Частота на выходе ИЧП

/. = /о + А/. = /о + кС/..

В начале цикла Гц в момент ti= О первым импульсом открывается ключ SW1. Счетчик импульсов СТ1 настраивается на определенное заданное количество импульсов, предположим, равное Ni. После отсчета заданного числа Ni положительных периодов чагтоты fx СТ 1 через промежуток времени

П = TxNr = NJfx

выдает импульс, отпирающий ключ SW2. После этого начинает работать СТ2. Ключи SW1 и SW2 запираются вторым импульсом в конце цикла Гц, т. е. в момент tg.

Оба счетчика считают квантующие импульсы с периодом повторения Тх = l/fx- Время работы счетчика СТ2

Гз = Гц - Т, = Гц - TxN, = Гц - NJif, + Afx). Число импульсов, которое будет подсчитано счетчиком СТ2;

N-Is/Jx- 1/(„..д/) - Uh + KAx~ -Nx=T4,+TnкUx-Nx.

Очевидно, для обеспечения прямой пропорциональности между g и Ux, т. е, для создания цифрового вольтметра, необходимо, чтобы

yVi = r/o. (8-8)

В этом случае

Ла = = Ki(/., , (8-1»)

т. е. при постоянных Гц и k; NUx-

Если ИЧП имеет высокую стабильность и линейность, то Л2„ выбирается равным 1000 или 10 000. После выбора n2 при известных выходных параметрах ИЧП, т. е. /„ и Afx„, можно определить из (8.18 и 8.19) интервал времени Гц и заданное число импульсов N. Так, если n2 = 1000, Afx = 10 000 Гц и = 100 000 Гц, то Гц =

= 0,1 с и yVi= 10 000.

К ИЧП предъявляется требование линейной зависимости между Ux и Afx и стабильности частоты f. В схеме со смесителем погрешность, вызванную нестабильностью /о, можно устранить регулиров-

3&S





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 [ 116 ] 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166