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

ствия, а затем разрабатывались прецизионные цифровые вольтметры многотактного интегрирования с увеличенным временем изменения (п. 8.3).

Комбинированные АЦП частотно-времешюго типа

Время измерения современных интегрирующих помехозащищенных АЦП с временным выходом- обычно составляет (40... 100) мс. Время измерения интегрирующих ИП с частотным выходом составляет примерно 10 мс ... 1 мс. В комбинированных схемах интегрирующих АЦП в первом цикле реализуется преобразование U-f (при fxmay. = 1 ... 6 МГц). Счетом целого числа периодов определяются старшие разряды результата измерения, затем U отключается и во втором цикле производится измерение остаточного заряда на интегрирующем конденсаторе путем разряда его от U, т. е. на основе преобразования в интервал времени (при = 10 ... 40 МГц). Таким образом, время измерения снижается при восьми-девяти разрядах до 10 мкс. Следовательно, комбинированные интегрирующие АЦП по времени измерения приближаются к параметрам АЦП поразрядного уравновешивания; в то же время они более удобны для интегрального исполнения, так как не содержат высокоточных ЦАП.

Функциональные развертывающие преобразователи

На основе преобразователей напряжение - частота и напряжение - время созданы различные функциональные аналоговые преобразователи.

При помощи преобразователя Т, работающего в тече-

ние двух циклов, который называется также преобразователем с двойным интегрированием, можно выполнять различные функциональные преобразования: извлечение квадратного корня, умножение, возведение в квадрат, куб и др.

При использовании двойного интегрирования для функционального преобразования следует принимать во внимание, что искомая функциональная зависимость между интервалом времени Тх, который является информативным параметром выходного сигнала, и выходным сигналом Ux должна быть обратной функцией от результата интегрирования вспомогательной функции

. t/o = /(0-

Так, например, если Uo = kt, то J Kt dt = KTII2 = U Ju, тогда

Тх = КгУи.

Такой корнеизвлекающий функциональный преобразователь можно использовать для линеаризации квадратических преобразователей, например термопреобразователей, и др.



Если = /Ca то J Ktdt = KTllS;

тогда

Если f/„ = KJt, TO { /С4 rf/ Kx In r;

тогда

Интегрирующий усилитель в режиме развертывающего уравновешивания с аналоговым запоминающим устройством на выходе является точным умножителем интегрального значения входного сигнала на время интегрирования Тц и поэтому может быть использован для измерительного преобразования интервала времени Тц при Up = == const, т. е. для создания точного измерительного преобразователя интервала времени.

Преобразователь папряжеиия в отношение интервалов времени

Интегратор и устройство сравнения с двумя уровнями срабатывания +/к и -t/к (рис. 7.41, д) могут работать в двух режимах: преобразования напряжения в относительную длительность интервала времени и f/ - в частоту. В первом цикле на вход интегратора подается напряжение - С/„, при этом V > U. В момент, когда выходное напряжение интегратора- достигает значения - (/к. устройство срабатывает и изменяет полярность напряжения f/„ на обратную. Начинается второй цикл работы устройства. Во втором цикле на вход интегратора подается сигнал Uy -\- U- В момент, когда выходное напряжение интегратора достигает значения +/к. снова срабатывает УС и изменяет полярность напряжения f/„ (рис. 7.45).

Из уравнения равенствэ зарядов при постоянстве и получим

где t- - длительность первого цикла; - длительность второго цикла.

УС » iHzUx

-Чс-

-Ув

\+Ук


Рис. 7.45. Интегрируюахий разверттающий преобразователь напряжения в отношении

питерввлов времени.



После преобразования или

{h-t,)i{h+t,) = ujUo:

Следовательно, относительная разность интервалов прямо пропорциональна f/,. При измерении интервалов {t--t) и (i +/2) этот преобразователь может быть использован для цифрового измерения х двумя способами:

либо при условии цифрового измерения интервалов (ti - ts) и (tl -f /2) и последующего использования микропроцессора для деления полученных чисел;

либо суммированием Nat за постоянное время измерения Ги = const.

При этом

= Nt,.-t,,m(t, +1,) = UxTJU,T„, где Гц - период повторения квантующих импульсов.

Преобразователи U\~f или квадратичные ПНЧ

В квадратичных ПНЧ, разработанных в Пензенском политехническом институте [48], в первом цикле

(Ux~U,)tJx = -2Uk,

во втором цикле

(t/,+f/«)yT = 2t/,. Тогда суммарное время преобразования

4 = + 2 = -U,xl(U,-V,)+UkXl(U+ Uo) = . 2UkU,,xl(Ul-Ul).

Интервалы времени и t, примыкают друг к другу, а частота повторения циклов преобразования составляет

= 1 /4 = UJ2xUk - Ull2UoUkX.

По устранению постоянной составляющей выходная частота пропорциональна квадрату измеряемого напряжения. Недостатком этой схемы является пониженная чувствительность. На основе квадратичных ПНЧ Львовским заводом электроизмерительных приборов выпускается универсальный ЦИП переменного тока Ф4852,измеряющий действующие значения напряжения и тока и активную мощность.

Интегрирующий ПНЧ с многоступенчатым разрядом

Недавно предложена разновидность интегрирующего ПНЧ с многоступенчатым разрядом, в котором время интегрирования 1х также совмещено со временем интегрирования /о- Структурная схема этого ПНЧ, работающего с постоянным циклом измерения, равным Гц,

10 5.U9« 289





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