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

Тогда

N = °

Основным недостатком этого метода является отсутствие прямой пропорциональности между N и размером измеряемой величины X. Для обеспечения прямой пропорциональности между Хц числовым значением X, т. е. N, необходимо применить гиперболический делитель с К = NajNx- Тогда обеспечивается прямая пропорциональность между X и

Недостатком этого метода является также невозможность создания режима компенсации для максимального снижения потребления.

Четвертый метод сопоставления, или метод коинциденции (одновременного попадания), основан на использовании многоканальных нерегулируемых МНМ и МНМП (см. рис. 1.7,б). Наличие двух многозначных средств определяет избыточность метода. Метод удобен для измерения повторяющихся одинаковых расстояний между метками 1х, периодов Тх или частоты импульсов. Измерение, например 1х, осуществляется смещением обоих рядов меток (М и МП) до соша-дения нулевых меток и последующего определения номеров второй пары «совпадающих» меток ряда MN и ряда МП N.

Алгоритм четвертого метода сопоставления

lxN-qiN==Q. Уравнение этого метода сопоставления

(1.22)

Благодаря избыточности метода сопоставления ступень квантования меры qi уменьшается в Ni раз. Погрешность измерения зависит от нестабильности qi и ширины меток. Этот метод применяется также для измерения периода Тх и частоты fx сопоставлением последовательностей импульсов. В этом случае

= NJx; NJf.NJfx: fx = /оЛ1/Л2-

Метод коинциденции применялся еще в прошлом столетии часовщиками для проверки маятниковых настенных часов.

Ввиду трудностей точной индикации «совпадения» импульсов обычно применяют упрощенный вариант метода коинциденции. При То<Т задаются временем измерения, равным достаточно большому числу интервалов Тх, и счет числа интервалов Т ведется в течение времени NTx- При этом наблюдается несошадение меток и в начале и в конце суммарного интервала NTx- Тогда

{N,±l)ToN,Tx,

откуда

Т (Л2±1)Го




НгТо

Nt TqNi Tx

Рис. 1.9. Измерение временного интервала Tx и сдвига фаз ф; методом коинциденции.

В ЭТОМ случае при измерении Тх возникает погрешность от квантования, относительное значение которой составляет

bTx-±\IN.

Следовательно, этот вариант метода целесообразен в том случае, когда и Т-х имеют примерно одинаковый порядок. Тогда при большом заданном Л будет достаточно большим и N, а значит и достаточно малой относительная погрешность от квантования.

Методом коинциденции может быть измерен фазовый сдвиг ф, т. е. интервал tx, на который сдвинуты две периодические последовательности импульсов с периодом Тх- В этом случае (рис. 1.9)производится счет числа квантующих импульсов с периодом Г„ и счет числа N[ импульсов первой последовательности Тх, которые находятся между совпавшими импульсами этих последовательностей. Тогда

N,T, = NiTx.

Производится также счет числа квантующих импульсов Тд и числа импульсов Л2~ второй последовательности с периодом Тх, сдвинутой на измеряемый интервал tx и находящихся между первым моментом совпадения первой пары последовательностей импульсов и ближайшим моментом совпадения импульсов второй пары последовательностей импульсов. Тогда

yVjTo = n;,Tx + tx.

Из этих двух уравнений получаем для измеряемого сдвига фаз

= 360°, (1.23)

для измеряемого интервала времени

ix - у- щ-- j о-

(1.24)



Анализ (1.23) и (1.24) показывает, чтоф и не зависят от Г. Следовательно, эти величины могут быть найдены при изменении частоты периодических импульсов в широких пределах. Погрешности измерения будут определяться в основном только длительностями импульсов. Для снижения этих погрешностей предложен способ формирования пакетов импульсов совпадений. При этом погрешность измерения tx может быть уменьшена до 0,5 . 10" с, а погрешность Ф - до 0,05° на частоте 1 МГц.

Группа методов уравновешивания, осуществляемых по многоэтапному алгоритму, характеризуется обычно использованием в них регулируемых мер или масштабных преобразователей, в которых выходная величина М и МП изменяется оператором или автоматически до тех пор, пока с помощью УС не выявляется равенство между X и или Xq и /СмпХ. Время измерения при этом равно сумме времени, необходимому для регулирования М или МП и времени срабатывания УС. Поэтому быстродействие измерительных приборов уравновешивания при прочих равных условиях меньше, чем у измерительных приборов сопоставления. В методах уравновешивания числовое значение измеряемой величины определяется по входному коду М или по коэффициенту преобразования МП и входному коду меры в момент достижения равенства X и х,.

Первый метод уравновешивания, или нулевой метод измерения (см. рис. 1.7,г), применяется очень широко, основан на использовании одноканальной регулируемой меры (ОРМ) и одного УС. Уравнение метода

x=N,q, = x,KMP. 0-25)

В этом случае минимальны аппаратурные затраты, так как используется только одно УС и ОРМ. На регулирование меры неизбежны затраты времени. Следовательно, минимум аппаратурных затрат достигается ценой снижения быстродействия. Мера управляется оператором либо автоматически по знаку разности X-х на выходе УС. Характерной особенностью этого метода является изменение выходной величины меры х, вплоть до уравнивания со значением X.

Первый метод уравновешивания с одной ОРМ является наиболее распространенным. Изменение выходной величины меры при уравновешивании может быть выполнено многими способами или алгоритмами отработки, отличающимися также и использованием различных первичных систем счисления: единичной, двоичной, двоично-десятичной и др. При использовании в качестве первичной единичной системы счисления и равноступенчатой отработки число ходов при уравновешивании и соответственно время измерения будут максимальными. При использовании в качестве первичной двоичной системы счисления и поразрядного уравновешивания время уравновешивания близко к минимальному (п. 6.4).

Алгоритмы уравновешивания, или способы отработки компенси- , рующей величины,- подразделяются на детерминированные, при которых ее изменение задано и повторяется при каждом измерении, и сто-





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