Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Сентября 2011 в 17:35, курс лекций
Этапы развития метрологии:
Период органолептических (на глаз) измерений. (С помощью органов чувств). Установлено под <хрен знает чего>.
Период установления вещественных мер (емкости, палочки).
Период возникновения электроизмерительных приборов.
Обязательным
элементом прибора является аналоговый
цифровой преобразователь(АЦП). Назначение
АЦП - преобразование аналоговой величины
в код. Для образования кода измеряется
величина дискретизируется во времени
и квантуется по уровню. Промежуток между
двумя соседними моментами дискретизации
называется шагом дискретизации (м.б. постоянным
и переменным), а промежуток между двумя
ближайшими уровнями называется ступенью
или шагом квантования.
При
этом возникают погрешности дискретизации
и квантования. Иногда возникает необходимость
восстанавливать все значения непрерывно
измеряемой величины по ряду измеренных
мгновенных значений. При этом всегда
присутствует погрешность аппроксимации.
Основные методы преобразования аналоговой величины в код.
(1).
Метод последовательного счёта.
(2).
Метод сравнения и вычитания.
(3).
Метод считывания. Одновременное
сравнение измеряемой величины с несколькими
уровнями.
Классификация ЦИП: 1). По способу преобразования непрерывной измеряемой величины в код: ЦИП последовательного счёта, ЦИП поразрядного уравновешивания, ЦИП считывания; 2). По измеряемой величине: вольтметры, фазометры, омметры; 3). По степени усреднения: приборы, измеряющие мгновенное значение, среднее; 4). По режиму работы: циклические, следящие.
Узлы ЦИП:
1).Тригер - устройство с двумя состояниями устойчивого равновесия, способное скачкообразно переходить из одного состояния в другое с помощью внешнего сигнала. Новое устойчивое состояние сохраняется до тех пор пока другой внешний сигнал не изменит его (ручка с кнопкой).
2). Пересчётное устройство (счётчики импульса).
Тригер
является пересчётным устройством с коэффициентом
пересчёта =2.
Если соединить несколько (n) тригеров последовательно, то получим коэффициент пересчёта 2n.
3).Индикаторы: сегментные, газоразрядные
4).Ключи и логические элементы.
Ключ - устройство, выполняющее функцию выключателей и переключателей.
Различают: а). цифровые, б).аналоговые.
а).
Для коммутации сетей, имеющих всего два
уровня. В качестве ключей используют
электрические реле и электронные ключи
на базе диодов. Достоинство электромеханических
ключей - лучшие ключевые характеристики.
Недостатки: высокая инерционность, низкая
надёжность.
5). Дешифратор. Для преобразования параллельных кодов одного вида в параллельные коды другого вида.
Главным
образом используются для преобразования
двоично-десятичного и тетрайдно-десятичных
кодов в параллельный код для управления
знаковых индикаторов.
6).
Сравнивающее устройство(компаратор).
Для сравнения двух величин и формирования
выходного сигнала в зависимости от результата
сравнения.
Цифровые приборы последовательного счёта.
1). Прибор для измерения интервала времени. (непосредственно преобразования в код временных интервалов).
Временной интервал м.б. измерен путём подсчёта числа квантующих импульсов стабильной частоты, прошедших на счётчик импульсов за время tX (за время измерения).
ЭК
- электронный ключ; ГИ - генератор импульсов;
Сч - счётчик; ЦОУ - цифровое отсчётное
устройство, Тг - триггер.
2).
Фазометры.
Ф1,Ф2 - формирователи; БВВИ - блок выделения временного интервала.
Прибор
предназначен для измерения сдвига фазы
между двумя напряжениями UX1, UX2.
Кроме
непосредственно преобразования в код
интервала времени ЦП используется непосредственно
для преобразования в код частоты, напряжения
постоянного тока, перемещения и некоторых
других величин.
ЦП поразрядного уравновешивания.
Вольтметр
постоянного тока.
ВД - входной делитель; СУ - сравнивающее устройство; УУ - устройство управления.
Измеряемое напряжение UX поступает на ВД, переключаемый вручную или автоматически. При малых значениях измеряемого напряжения на входе устанавливается усилитель. С ВД напряжение подаётся на СУ, на второй вход которого подаётся напряжение сравнения UK снимаемого с цифрового аналогового преобразователя. В зависимости от (UX -UK) соответствий сигнал поступает в устройство управления, которое переключает поддиапазон входного делителя U ЦАП. Повторяется пока UXI пропорционально UX. На том же принципе выполняются вольтметры переменного тока.
Цифровые приборы считывания.
Предназначены для измерения перемещения. Прибор для измерения углового перемещения.