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

0j234Se789 ЛИЧИНЫ представляется первичным еди-

I I .1 ничным параллельным кодомЛ/. Код

/V(f/ в преобразователе кодов преобра-

т 4 S6 7 в д1

Совпавшие метки

Втсраямера зуется обычно в цифровой код или 4z=4i(1-tO в код управления цифровым индика-тором.

Ifxqf-X+H,qz H/<=-q-f Для преобразования первичного

единичного параллельного кода, ко-

Рис. 1.8. метод нониуса. р„ ОбразуСТСЯ НЭ ВЫХОДЗХ УС

В структуре, реализующей первый метод сопоставления, в двоичный код применяют преобразователь кода

/i)->A(2). Такой ПКК называют кодером с приоритетом, так как в нем в выходной двоичный код преобразуется только единица на выходе самого старшего из УС, на выходе которых получены логические «1» (п. 7.2). Уравнение метода

Л/, = Ent i (1.17)

где - ступень меры; Л/, - количество сработавших УС; Ent (entire) - обозначение целой части числа.

Погрешность от квантования составляет А = Ы- X, она не зависит от размера X и имеет аддитивный характер.

При измерении первым методом сопоставления интервалов длины и времени часто наблюдается несовпадение начальных нулевых меток измеряемой и образцовой величин. В таком случае погрешность от квантования возникает с обеих сторон интервалов (п. 6.3). При измерении напряжения этим методом в качестве многоканальной нерегулируемой меры используют делитель образцового напряжения, выполненный из одинаковых по номиналу резисторов. На первом методе сопоставления основаны быстродействующие измерители амплитуд кратковременных импульсов напряжения.

Быстродействующие измерители мгновенных значений напряжений изготавливаются по интегральной технологии в виде одной интегральной схемы и называются аналого-цифровыми преобразователями параллельного действия. Такие АЦП выпускаются на шесть и восемь двоичных разрядов с быстродействием до 10" с. .

Первый Метод сопоставления используется также для измерения перемещения I, для которого можно создать точные многоканальные меры и несложные УС. В методе используют различные системы счисления- единичную, двоичную, реализуя соответственно многозначные меры.

Детод нониуса основан на использовании не одной, а двух много-канальнь1хнерегулйруемых мер с неодинаковыми ступенями квантования и (72,. Метод нониуса.(рис. 1.8) применяется для измерения малых X, размер которых меньше размера младшей ступени меры q, реализуется в один прием и является избыточным методом.

При использовании двух мер и кратности повышения чувствительности, равной п, вторая мера должна иметь ступени, равные



При измерении нулевые метки мер сдвигаются на измеряемую величину X, а затем согласно приведенному ниже алгоритму измерения определяют числовое значение результата измерения N, по номеру ближайшей из «совпавших» меток. Алгоритм однократного нониуса .

Пренебрегая (/Jn и учитывая (1.18), получаем уравнение метода нониуса

(1.19)

Таким образом, благодаря избыточности метода нониуса (вместо одной нерегулируемой многозначной меры применяется две) ступень квантования уменьшена в я раз. Это можно трактовать также как «умножение» величины X в я раз и определение отношения величины оХ к ступени основной меры

N, = E\nXlq\.

Уравнение метода однократного нониуса для я = 10 при десятикратном увеличении разрешающей способности

X = iV, (<7i - 92) = (<7i - 0,9<7i) == \q.

Метод нониуса используется тогда, когда нельзя создать меру со ступенями, меньшими в п раз (например, линейку с делениями, равными 0,1 мм). Метод нониуса применяют главным образом для измерения перемещений и малых интервалов времени.

Нониусный метод называют также методом совпадения на том основании, что в нем используется совпадение метОк. Однако в действительности совпадения меток здесь нет, а есть только их максимальное сближение, которое индицируется по изменению знака сдвига фаз между ними.

Ранее нониусный метод применялся, как известно, для измерения малых перемещений и сравнительно недавно стал использоваться для измерения малых интервалов времени. При этом он применялся на грани разрешающей способности сравнивающих устройств, т. е. в перюм случае - зрения человека, а во втором - схем совпадения импульсов. При определении взаимного расположения максимально сближающихся меток у наблюдателя создавалось впечатление, что они совпадают. Кроме того, ранее нониусный метод считался специфичным, предназначенным только для измерения перемещений и времени. В СССР разработана целая гамма новых многократных нониус-ных методов измерения напряжения, фазы, частоты, других величин и их отношений [50]. Метод нониуса реализуется в цифровых микрометрах с микропроцессором, в которых последний служит также и для обработки многократных наблюдений. Метод нониуса используется и в некоторых типах фотоэлектрических растровых преобразователей угла в код [31].

Многоканальные нерегулируемые меры длины в виде рядов меток нанесены обычно на прозрачные диски или линейки с близкими или



одинаковыми по размеру ступенями квантования q, и используются для измерения длин, меньших ( ,, еще в варианте метода нониуса - методе растра и в методе муара.

В методе растра используются две меры с близкими размерами ступеней qi а q, 7, = (1 - \ln)qi. Расстояние между нулевыми метками обычно плавно увеличивается от О до 1х. При этом максимально сближенные метки обеих линеек или дисков переместятся на расстояние Ik ь п раз больше, чем 1х. Результат измерения получают счетом числа меток в ряду qi, пересеченных тенью от максимально

сближенных меток, тогда N = -. Это уравнение совпадает

с уравнением метода нониуса. Растр является автоматизированной разновидностью метода нониуса, отличающейся тем, что результат измерения получают автоматически путем счета числа меток пересеченных тенью от максимально сблизившихся меток при изменении расстояния между нулевыми метками мер от О до 1х-

. Метод муара - это метод преобразования горизонтального перемещения 1х одного из двух рядов параллельных, равноотстоящих» пересекающихся под малым углом а линий в вертикальное перемещение уровня их пересечения. Оба ряда линий представляют собой меры с одинаковьши ступенями qi. Эти ряды линий наносят на прозрачные диски или линейки. При изменении взаимного расположения пересекающихся под острым углом линий возникает перемещающаяся тень. Эта тень перемещается перпендикулярно направлению движения двух рядов линий, ее перемещение в 1/sin а раз больше 1х, равного расстоянию, на которое переместился один из рядов. Результат измерения получают подсчетом количества меток, пересеченных тенью у третьей меры со ступенями расположенной перпендикулярно первым двум мерам. Тогда

N=tx/sinaqi. 0-20)

Методы растра и муара могут быть реализованы не только в режиме постепенного изменения измеряемого перемещения от О до 1х, но и в режиме «мгновенного» измерения 1х. Методы нониуса, растра и муара используются и как методы умножения перемещений.

Второй метод сопоставления (см. рис. 1.7,6) основан на использовании одноканальиой нерегулируемой меры и многоканального нерегулируемого масштабного преобразователя (МНМП). Этот метод целесообразен в том случае, когда многоканальный МП выполнить удобнее, чем многоканальную М, а также в том случае, когда при наличии только одноканальиой нерегулируе]ой меры (OHM) необходимо обеспечить минимальное время измерения. Уравнение метода при использовании в качестве ММП простейшего равноступенчатого делителя

MXJN<Zx<{N +\)XIN. (1.21J





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