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

т . е. среднему значению. Обычно п выбирается равным Ю** и деление производится перенесением запятой. Осреднение результата измерения суммированием является одним из непременных условий получени-я высокой точности во многих цифровых измерительных устройствах.

Результат измерения автоматически осредняется в цифровых частотомерах и фазометрах, в цифровых приборах для инфранизких частот и во многих других.

Основные недостатки цифровых измерительных устройств:

неудобство сравнения данного показания цифрового прибора с заданными предельными значениями измеряемой величины;

необходимость высокой линейности предвключенных измерительных преобразователей. Наличие нелинейности в преобразовании X в цифровом приборе вызывает погрешность, равную нелинейности. В противоположность этому, наличие нелинейности в ИП аналогового прибора погрешности не вызывает, так как учитывается при градуировке прибора в характеристике шкалы;

более высокая подверженность действию помех, поскольку многие цифровые приборы измеряют мгновенно ординаты измеряемой величины. Это вынуждает принимать специальные меры для повышения помехозащищенности ЦИП (п. 8.6), в ГОСТ 14014-82 нормируется коэффициент подавления помех в ЦИП (п. 6.6).

В настоящее время ЦИП применяются для повышения производительности труда при автоматизации научных исследований; для повышения производительности труда в промышленности; при поверке и градуировке точных приборов; при наладке и регулировке сложной электронной аппаратуры на конвейере (например, цифровые вольтметры, цифровые частотомеры и фазометры, хронометры, омметры); при подгонке и поверке, образцовых мер (например, для мер сопротивления - цифровые омметры).

Измерительные преобразователи аналог - код применяются в измерительно-информационных системах для автоматизации научных исследований и испытаний изделий и сооружений; в промышленных системах контроля и измерения для управления сложными технологи-.ческими процессами, в том числе с компактными мнемосхемами, в которые встраиваются цифровые визуальные звенья; в системах телеизмерения с кодовой формой передаваемого сигнала; в автоматических системах для поверки измерительных приборов; в аналого-цифро-ана-логовых микропроцессорах (п. 12.4).

ЦИП конструктивно выполняются в виде переносных лабораторных приборе в (рис. 6.1, а-е), приборов плоской формы для стандартных стоек, панельных приборов, переносных малогабаритных прибо- ров с автономным питанием и автономных карманных цифровых при-. боров.

В стандартных стойках может быть набрана любая необходимая измерительная система, состоящая из цифровых приборов и пресбра-зователей.



6.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Классификация цифровых измерительных приборов аналогична классификации методов прямых измерений (рис. 6.2), которые подразделяются на группу методов сопоставления и группу методов уравновешивания (п. 1.3). Соответственно, в зависимости от реализуемого метода измерения ЦИП подразделяются на ЦИП сопоставления и уравновешивания. Во всех ЦИП результат измерения выдается дискретно во времени.

Для ЦИП сопоставления, или ЦИП параллельного действия, характерно наличие многоканальной нерегулируемой меры МНМ (рис. 6.3,а), или многоканального нерегулируемого масштабного преобразователя МНМП (рис. 6.3,6), наличие устройства сравнения для каж-

ЦИУРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ \

По используемому методу измерения

По используемой

многозначности

меры или масштабного

лреооразооателй и по

составу реализуемых во

время измерений

операций

Ло используемой первичной системе счисления

сопоставления или параллельного действия

По ретму работы во времени


непрерыв-%твия

црабноВешивания или последовательного действия

цикличес-ттвий

IP "


§11

lilt

следящего

иравноВеши-

вания

развертываю-

урабновеши-вания

Рис. £.2. Классификация цифровьи измерительных приборов.



Z>/D

Л/Г)

ОРМП

Xf УС

Рнс. 6.3. Основные разновидности структур цифровых, измерительных приборов:

вмоЯ мерой МНМ; б - сопоста - уравновешивания с ОРМП.

а - сопоставления с многоканальной нерегулируемой мерой МНМ; б - сопоставления с МНПМ; в - уравновешивания с ОРМ; г - ;

дого выходного канала меры или масштабного преобразователя, а также разстжнутая струкшшаа схема В ЦИП сопоставления реализуется минимальный состав операцииГфактически только операция сравнения, так как операция воспроизведения величины заданного размера в нерегулируемой многоканальной мере и операция масштабного преобразования в нерегулируемом многоканальном масштабном преобразователе реализуются заранее. Это обеспечивает в ЦИП сопоставления максимально достижимое быстродействие ценой максимальных аппаратурных затрат. Структуры используемых мер или масштабных преобразователей определяются выбранной первичной системой счисления, в которой выражается числовое значение измеряемой величины. Например, если в качестве первичной системы счисления используется единичная система, то число выходных каналов меры и число устройств сравнения равно номинальному числу уровней квантования Лн. При этом дополнительно потребуется статический преобразователь единичного кода в цифровой код, например, в виде диодной матрицы.

Высокое быстродействие, обеспечиваемое методами сопоставления, особенно необходимо для устройств измерения статистических характеристик случайных процессов, в которых интегрирование совмещается с процедурой измерения. Для обеспечения заданной точности в данном случае необходимо небольшое число уровней, но весьма значительное число измерений. Это число измерений при широком спектре сигнала выполняют благодаря высокому быстродействию за малый интервал времени.

Кроме этого, в структурах сопоставления в преобразователях многоканального кода Nil) в код N одновременно с измерением можно реализовать и любое функциональное преобразование, если преобразователь код - код сделать функциональным.

Наиболее распространены ЦИП сопоставления, в которых входной или промежуточной величиной являются: напряжение, перемещение





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