Основы электрорадиоизмерений. Арсёнов А.В - 40 стр.

UptoLike

40
пряжение U
К2
. Если U
К2
< U
Х
, то сравнивающее устройство вырабатывает
сигнал "мало" и в дешифраторе записывается "1" второго разряда. Аналогич-
ное сравнение дискретных значений компенсационных напряжений происхо-
дит до тех пор, пока разность U
Х
- U
К
не сделается равной нулю . Результаты
измерений в двоичном коде с помощью дешифратора преобразуются в деся -
тичную систему счисления и выводятся на УЦО и внешние устройства.
Погрешность ЦВ с поразрядным кодированием в основном зависит от
погрешности сравнивающего устройства, т.е. от его чувствительности и ста-
бильности порога срабатывания, а также от нестабильности ИОН.
Вольтметр следящего уравновешивания непрерывно реагирует на изме-
нение входного напряжения. При U
Х
= U
К
код преобразуется в показание, а
состояние прибора остается неизменным до тех пор, пока не изменится вход -
ное напряжение. Преимуществом таких приборов является повышение быст-
родействия и уменьшение статической и динамической погрешности измере -
ния.
В основу приборов постоянного тока с время-импульсным преобразова-
нием положен метод преобразования измеряемого напряжения в пропорцио-
нальный ему интервал времени t, заполняемый N импульсами с постоянной
частотой следования. Достоинством таких вольтметров является простота, а
недостатком - низкая помехоустойчивость.
Метод время-импульсного преобразования в сочетании с двойным ин-
тегрированием позволяет эффективно ослабить влияние помех , измерить на-
пряжение обеих полярностей , получить высокое входное сопротивление
( ~ 1ГГОм) и малую погрешность измерения.
Вольтметр с двойным интегрированием работает следующим образом .
Управляющее устройство УУ (рис.8а) задает цикл измерений Т
Ц
и вырабаты -
вает импульс первого такта длительностью Т
1
. В течение Т
1
электронный
ключ SA находится в исходном состоянии и измеряемое напряжение U
Х
че-
рез входное устройство ВУ поступает к интегратору и сообщает конденсато -
ру заряд q
3
= T
1
/RU
Х
. В момент окончания импульса Т
1
УУ открывает ключ
SD и на счетчик Сч начинают поступать импульсы от генератора Г .
Одновременно ключ SA перебрасывается во второе устойчивое состоя-
ние и к интегратору поступает опорное напряжение U
К
обратной полярности .
Конденсатор в течение времени Т
Х
разряжается до исходного состояния q
p
=
T
Х
/RU
Х
. В момент окончания разряда конденсатора напряжение на обоих
входах УС оказываются равными нулю . УС дает команду на размыкание SD
и поступление импульсов на счетчик прекращается . Их количество определя-
ет Т
Х
. Из равенства q
З
= q
p
следует U
Х
= T
Х
/T
1
U
К
, т.е. результат измерения
пропорционален измеряемому напряжению U
Х
. Результат поступает на УЦО .
Интервал Т
Х
не зависит от постоянной времени интегрирования, т.е. для
осуществления метода двойного интегрирования не требуется цепь с высоко-
стабильными элементами. Погрешность вольтметра составляет 0,05 % и ме-
нее. Помехозащищенность достигает 60 дБ и более.
                                          40

пряж ени е UК 2. Е сли UК 2 < UХ , то срав ни в аю щ ее у строй ств о в ы раб аты в ает
си гнал "м ало" и в деш и ф раторезапи сы в ается"1" в торого разряда. А налоги ч-
ноесрав нени еди скретны х значени й ком пенсаци онны х напряж ени й прои схо-
ди т до тех пор, покаразность UХ - UК несделаетсярав ной ну лю . Резу льтаты
и зм ерени й в дв ои чном кодеспом ощ ью деш и ф ратора преоб разу ю тсяв деся-
ти чну ю си стем у счи слени яи в ы в одятсянаУЦО и в неш ни еу строй ств а.
      П огреш ность ЦВ с поразрядны м коди ров ани ем в основ ном зав и си т от
погреш ности срав ни в аю щ его у строй ств а, т.е. от его чу в ств и тельности и ста-
б и льности порогасраб аты в ани я, атакж еот нестаб и льности И О Н .
      В ольтм етрследящ его у рав нов еш и в ани янепреры в но реаги рует на и зм е-
нени е в ходного напряж ени я. П ри UХ = UК код преоб разу етсяв показани е, а
состояни епри б ораостаетсянеи зм енны м до тех пор, поканеи зм ени тсяв ход-
ноенапряж ени е. П реи м у щ еств ом таки х при б оров яв ляетсяпов ы ш ени еб ы ст-
родей ств и яи у м еньш ени естати ческой и ди нам и ческой погреш ности и зм ере-
ни я.
      В основ у при б оров постоянного токасв рем я-и м пу льсны м преоб разов а-
ни ем полож ен м етод преоб разов ани яи зм еряем ого напряж ени яв пропорци о-
нальны й ем у и нтервал в рем ени ∆t, заполняем ы й N и м пу льсам и спостоянной
частотой следов ани я. Достои нств ом таки х в ольтм етров яв ляетсяпростота, а
недостатком - ни зкаяпом ехоу стой чи в ость.
      М етод в рем я-и м пу льсного преоб разов ани я в сочетани и с дв ой ны м и н-
тегри ров ани ем позв оляет эф ф екти в но ослаб и ть в ли яни епом ех, и зм ери ть на-
пряж ени е об еи х полярностей , полу чи ть в ы сокое в ходное сопроти в лени е
( ~ 1ГГО м ) и м алу ю погреш ность и зм ерени я.
      В ольтм етрс дв ой ны м и нтегри ров ани ем раб отает следу ю щ и м об разом .
Управ ляю щ ееу строй ств о УУ (ри с.8а) задает ци кл и зм ерени й Т Ц и в ы раб аты -
в ает и м пу льс первого такта дли тельностью Т 1. В течени е Т 1 электронны й
клю ч SA находи тсяв и сходном состояни и и и зм еряем ое напряж ени е UХ че-
рез в ходноеу строй ств о В У посту пает к и нтегратору и сооб щ ает конденсато-
ру заряд q3 = T1 /R•UХ . В м ом ент окончани яи м пу льсаТ 1 УУ откры в ает клю ч
SD и насчетчи кСч начи наю т посту пать и м пу льсы от генератораГ.
      О днов рем енно клю ч SA переб расы в аетсяв о в торое у стой чи в ое состоя-
ни еи ки нтегратору посту пает опорноенапряж ени еUК об ратной полярности .
К онденсаторв течени ев рем ени Т Х разряж аетсядо и сходного состояни яqp =
TХ /R•UХ . В м ом ент окончани я разряда конденсатора напряж ени е на об ои х
в ходах УС оказы в аю тсярав ны м и ну лю . УС дает ком анду наразм ы кани еSD
и посту плени еи м пу льсов насчетчи кпрекращ ается. И х коли честв о определя-
ет Т Х . И з рав енств а qЗ = qp следу ет UХ = TХ /T1•UК , т.е. резу льтат и зм ерени я
пропорци онален и зм еряем ом у напряж ени ю UХ . Резу льтат посту пает наУЦО .
И нтервал Т Х не зав и си т от постоянной в рем ени и нтегри ров ани я, т.е. для
осу щ еств лени ям етодадв ой ного и нтегри ров ани янетреб у етсяцепь св ы соко-
стаб и льны м и элем ентам и . П огреш ность в ольтм етра состав ляет 0,05 % и м е-
нее. П ом ехозащ и щ енность дости гает 60 дБ и б олее.