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


Рнс. 10.3. Разомкнутое пассивное запоминающее устройство для цифрового прибора развертьшающего уравновешивания.

При поразрядном уравновешивании с изменением Х„ по двоичной системе счисления (рис. 10.2,6)

(10.6)

А, = л:„/Лн+1АЬ&Л„.

После аналогичного преобразования (10.6) определяем оптимальное число ступеней квантования

н.о=н1п2/,Л„.

Следовательно, при заданных и Д в случае поразрядного уравновешивания оптимальное число ступеней квантования W, а значит, и точность измерения будут значительно выше.

При поразрядном уравновешивании минимальное значение суммарной погрешности

Amin = хкг (• /1п 2 + log» .v„ In 2/1/Д„).

При заданных значениях д:„ и Ы.

н - - • xctl оптимальное значение

V„=xJn2/iV„A„. При заданных значениях Л/, д и V оптимальное значение Дст.о = н1п2/Л„У,.

(10.8) (10.9) (10.10)

Динамическую погрешность цифровых вольтметров развертывающего уравновешивания можно устранить запоминанием мгновенных значений напряжений, соответствующих известным моментам времени.

Для запоминания мгновенных напряжений разработано много устройств, например разомкнутое пассивное запоминающее устройство (рис. 10.3). В моменты запоминания мгновенных напряжений t-, t, синхронно с запускающими импульсами цифрового прибора подаются управляющие импульсы, отпирающие ключ SW. В течение длительности первого управляющего импульса конденсатор С заряжается до мгновенного значения измеряемого напряжения «1. Постоянная времени цепи заряда должна быть значительно меньше длительности управляющего импульса. Постоянная времени цепи разряда RC (где R - входное сопротивление цифрового прибора) должна быть значительно больше Т. Поэтому напряжение на конденсаторе С, т. е. и, устанавливается равным "i, почти мгновенно и остается неизменным в течение Гц (запоминается). В момент времени конденсатор С заряжается до напряжения щ и т. д. Напряжение иых получается ступенчатым. Следовательно, в течение каждого цикла напряжения, соответствующие началу цикла, запоминаются, а затем измеряются цифровым прибором развертывающего уравновешивания. Поэтому измеренные мгновенные аиачеиия напряжения соответствуют известным моментам времени (моментам начала циклов) (п. 7.5).




Рис. 10.4. Структуры цифровых приборов развертывающего уравновешивания с линейным

изменением х:

о -с промежуточной величиной и цифровым измерителем al б - с промежуточной величиной, а независимым генератором импульсов н цифровым измерителем Tl в-с промежуточной величиной ах, с синхронным генератором импульсов н цифровым измерителем Tx; - с промежуточной величиной Тх время-нмпульсного преобразования.



10.2. ЦИП РАЗВЕРТЫВАЮЩЕГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ С ЛИНЕЙНЫМ И РАВНОМЕРНО-СТУПЕНЧАТЫМ ИЗМЕНЕНИЯМИ КОМПЕНСИРУЮЩЕЙ ВЕЛИЧИЕ1Ы

Цифровые приборы с линейным законом изменения имеют комбинированную структурную схему. Они состоят из двух частей: 1) преобразователя развертывающего уравновешивания измеряемой величины X в промежуточную величину - угол а или в интервал времени Т, 2) цифрового измерителя или Т. Электромеханические приборы развертывающего уравновешивания выполняются с промежуточной величиной в виде угла (рис. 10.4,а), а электронные с промежуточной величиной в виде интервала (рис. 10.4,6).

ЦИП развертывающего уравновешивания угла

В цифровых приборах развертывающего уравновешивания с промежуточной величиной в виде цифровым методом измеряется непосредственно а. (рис. 10.4, а) или после аналогового преобразования в Т(рис. 10.4, б, в). Приборы с преобразованием а в выполняются с независимым генератором импульсов и с синхронным генератором импульсов.

В приборе с независимым генератором импульсов (рис. 10.4, б) угол поворота ttjj. преобразуется в соответствующий интервал врекени Т, ограниченный старт-импульсом 1 и стоп-импульсом 2. Старт-импульс 1 посылается генератором старт-импульсов ГСИ в момент начала генерации х а стоп-импульс 2 посылается УС в момент равенства X = х. Старт- и стоп-импульсы открывают и закрывают ключ на время Т. Через ключ SW в течение времени Т к счетчику импульсов проходят квантующие илшульсы меры врежни МВ генератора квантующих импульсов с периодом повторения Тц. В этом случае цифровой отсчет будет равен

NxTx/To = аТф = Xajx „Г„и, (10.11)

где a; д - номинальное значение компенсирующей величины; -номинальное значение а, соответствующее j,; и - число оборотов в секунду оси двигателя Л1.

Для точного измерения необходимы в данном случае высокая стабильность Го и п.

В приборе с синхронным генератором импульсов СГИ (рис. 10.4, в) погрешность от нестабильности числа оборотов двигателя и частоты генератора импульсов не возникает, так как квантующие импульсы генерируются не отдельным независимым генератором, а синхронным генератором импульсов СГИ, насаженным на ось двигателя. При повороте оси двигателя на угол СГИ генерирует Л/д импульсов. Период повторения квантующих импульсов СГИ

To = aJNn. (10.12)

После подстановки формулы (10.12) в (10.11) определяем цифровой отсчет прибора

A. = XiV„/>:.„. (10.13)

Здесь Nx не зависит от Го и п.

Рассмотрим конструкции и схемы электромеханических и электронных цифровых приборов развертывающего уравновешивания.

Первый ЦИП развертывающего уравновешивания по углу а был разработан Ф- Е. Темниковым в 1935 г. и применен для измерения и цифровой регистрации отклонений выходных напряжений датчиков от заданных номинальных значений (рис. 10.5,а). Прибор состоит из двигателя М, обратного преобразователя угла поворота оси двигателя а в Д в виде делителя напряжения, цифропсчатающего устройства и устройства сравнения УС. При вращении двигателя вращается делитель и оцифрованный барабан цифропсчатающего устройства. Компенсирующее напряжение имеет две составляющие: постоянную Ык„ост " пре-





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