evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024282), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

2.37Автоматическиемосты. Автоматизация производственных процессовп о т р е б о в а л а с о з д а н и я и ш и р о к о г о и с п о л ь з о в а н и я а в т о м а т и ч е с к и х уст­ройств для измерения температуры и других неэлектрических величин.Очень часто и з м е н е н и е э т и х в е л и ч и н п р е о б р а з у е т с я в и з м е н е н и е электри­ческого сопротивления, которое и измеряется.Н а р и с . 2.37 п р и в е д е н а с х е м а а в т о м а т и ч е с к о г о м о с т а д л я и з м е р е н и яс о п р о т и в л е н и я Rx. С х е м аактивногопосуществупредставляетсобойо б ы ч н ы й о д и н а р н ы й м о с т , у р а в н о в е ш и в а н и е к о т о р о г о д о с т и г а е т с я пе­ремещениемползункареохорда.Перемещениеп о м о щ и р е в е р с и в н о г о д в и г а т е л я РД,осуществляетсяприр о т о р к о т о р о г о в р а щ а е т с я до техп о р , п о к а н е б у д е т д о с т и г н у т о р а в н о в е с и е м о с т а .

О д н о в р е м е н н о с пере­м е щ е н и е м п о л з у н а п р о и с х о д и т д в и ж е н и е у к а з а т е л я и п е р а регистрирую­щ е г о у с т р о й с т в а , е с л и т а к о в о е и м е е т с я . П и т а н и е м о с т а о б ы ч н о произ­в о д и т с я п е р е м е н н ы м т о к о м , п о с к о л ь к у в э т о м случае схема о к а з ы в а е т с яп р о щ е , ч е м п р и и с п о л ь з о в а н и и п о с т о я н н о г о т о к а .

П р и в е д е н н а я погреш­н о с т ь а в т о м а т и ч е с к и х м о с т о в р а в н а 0,25—0,5%, б ы с т р о д е й с т в и е — око­л о 1 с.Схемы и конструкции автоматических мостов переменного тока дляи з м е р е н и я е м к о с т и и и н д у к т и в н о с т и з н а ч и т е л ь н о с л о ж н е е и обеспечи­вают меньшую точность.2.10. ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫЦ и ф р о в ы м и измерительными приборами (ЦИП) называютсяприборы,которыевпроцессеизмеренияосуществляютавтоматичес­к о е преобразование непрерывной измеряемой величины в дискретнуюс п о с л е д у ю щ е й и н д и к а ц и е й р е з у л ь т а т а и з м е р е н и й н а ц и ф р о в о м отсчетн о м устройстве или регистрацией егоустройства.нарис.Функциональная2.38.схемапри п о м о ш и цифропечатающегоцифровогоА н а л о г о в а я в е л и ч и н а X сначалаприборапредставленапреобразуется входныма н а л о г о в ы м п р е о б р а з о в а т е л е м ВАЛ к в и д у , у д о б н о м у д л я п о с л е д у ю щ е г опреобразования,затемприп о м о щ и АЦП п р о и з в о д и т с я е е д и с к р е т и з а ­ц и я и к о д и р о в а н и е ( с м .

н и ж е ) ; н а к о н е ц , ц и ф р о в о е отсчетное устройствоЦОУ п р е в р а щ а е тв74кодированнуюинформациюои з м е р я е м о й величинец и ф р о в о й отсчет, у д о б н ы й д л я считывания о п е р а т о р о м . В последниеВАЛАЦПЦРУРис. 2.38годы ц и ф р о в ы е приборы получили большое распространение, особенновкачествел а б о р а т о р н ы х в о л ь т м е т р о в , а м п е р м е т р о в , о м м е т р о в , часто­томеров и фазометров.Посравнениюсаналоговымиприборами цифровыеимеюттакиеп р е и м у щ е с т в а , к а к в ы с о к а я т о ч н о с т ь , ш и р о к и й р а б о ч и й д и а п а з о н , вы­сокоебыстродействие, получение результатов и з м е р е н и я в удобной д л ясчитывания оператором ф о р м е , возможность цифрового преобразованияи в в о д а и з м е р и т е л ь н о й и н ф о р м а ц и и в ЭВМ, а в т о м а т и ч е с к о г о в в е д е н и япоправокдляуменьшениясистематическихпогрешностей,автомати­ческой к а л и б р о в к и , автоматизации процесса измерения.Недостаткамицифровыхприборовявляютсясложность,сравни­т е л ь н о в ы с о к а я с т о и м о с т ь и м е н ь ш а я , ч е м у а н а л о г о в ы х п р и б о р о в , на­д е ж н о с т ь .

С л е д у е т , о д н а к о , у к а з а т ь , что р а з в и т и е т е х н и к и и н т е г р а л ь н ы хсхем взначительной мерепозволяет устранить указанные недостатки.О с н о в о й в с я к о г о ц и ф р о в о г о п р и б о р а с л у ж и т а н а л о г о - ц и ф р о в о й пре­образовательниеи( А Ц П ) , к о т о р ы й о с у щ е с т в л я е т д и с к р е т и з а ц и ю , квантова­кодированиеи н ф о р м а ц и и . Дискретизацияестьпроцессполуче­н и я о т с ч е т о в и з м е р я е м о й в е л и ч и н ы в о п р е д е л е н н ы е д и с к р е т н ы е момен­тывремени.НепрерывнаявеличинаX(t)з а м е н я е т с я последовательно­стью о т с ч е т о в X(t/c), в з я т ы х в н е к о т о р ы е м о м е н т ы в р е м е н и гд> О б ы ч н опромежуткивременимеждудвумяпоследовательнымиотсчетамиAt = t k + j — tfr в ы б и р а ю т с я о д и н а к о в ы м и .

В э т о м случае г о в о р я т , чтошаг дискретизации Дгзамененепрерывныхдискретныхизпостоянен. Процесс квантования заключается взначенийз н а ч е н и й Хп.величиныКаждоеиз этихустановленных уровней квантования,интервал(шаг)квантования.X{t)конечнымнаборомеезначений совпадает с о д н и мотстоящих друг от другаНепрерывныеназ н а ч е н и я в е л и ч и н ы заме­няются значениями уровней квантования в соответствии с н е к о т о р ы мп р а в и л о м . Н а п р и м е р , в м е с т о н е п р е р ы в н ы х з н а ч е н и й в е л и ч и н е приписы­ваются значения ближайших уровней.называетсяКодированиемпроцессния величины, определеннойт.е.кодом.действующиеказанияДлячисленногозначе­цифр или сигналов,п р е о б р а з о в а н и я ц и ф р о в о г о к о д а в н а п р я ж е н и я , воз­наЦИП,представленияпоследовательностьюцифровоео т с ч е т н о е у с т р о й с т в о и ф о р м и р у ю щ и е по­используетсяустройство,называемоедешифратором.Процессы дискретизации и квантования являются принципиальнымии с т о ч н и к а м и п о г р е ш н о с т е й Ц И П .

Я с н о , что з а м е н а н е п р е р ы в н о й величи­ны р я д о м ее значений, считанных в определенные дискретные м о м е н т ывремени,ведеткпотереинформацииоповеденииэтойвеличины в75XX//NРис. 2.39промежуткахмеждуотсчетами.Конечночислоуровнейквантованиятакже является причиной погрешностей ЦИП.Аналого-цифровыезователи —преобразователи.Аналого-цифровыепреобра­это и з м е р и т е л ь н ы е преобразователи, назначениекоторыхс о с т о и т в а в т о м а т и ч е с к о м п р е о б р а з о в а н и и и з м е р я е м о й а н а л о г о в о й ве­л и ч и н ы в д и с к р е т н у ю , п р е д с т а в л е н н у ю в в и д е ц и ф р о в о г о к о д а .

В соот­в е т с т в и и с м е т о д о м п о с т р о е н и я в с е А Ц П м о ж н о р а з д е л и т ь н а т р и груп­п ы : с в р е м я - и м п у л ь с н ы м п р е о б р а з о в а н и е м , с ч а с т о т н о - и м п у л ь с н ы м пре­образованием и поразрядного уравновешивания.АЦПспульсноговремя-импульснымметодаположенопреобразованием.преобразованиеВосновувремя-им­измеряемой величиныви н т е р в а л в р е м е н и , з а п о л н я е м ы й з а т е м и м п у л ь с а м и с о с т а б и л ь н о й часто­тойследования,,метод,(счетнымиприменяютсядляимпульсами).преобразованияАЦП,использующиевременногоэтоти н т е р в а л а , на­пряжения, частоты, разности ф а з и других величин в к о д .У п р о щ е н н а я ф у н к ц и о н а л ь н а я с х е м а А Ц П с в р е м я - и м п у л ь с н ы м преоб­р а з о в а н и е м п р е д с т а в л е н а н а р и с .

2 . 3 9 . О н а в к л ю ч а е т в с е б я д в а преоб­разователя. Первый преобразуетв х о д н у ю в е л и ч и н у X в и н т е р в а л вре­м е н и Дг, в т о р о й — и н т е р в а л в р е м е н и Дг в п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь импуль­сов (цифровой к о д ) N. Если структура первого преобразователя можетб ы т ь р а з л и ч н о й в з а в и с и м о с т и о т в и д а в х о д н о й в е л и ч и н ы X , т о струк­турапреобразователя временной интервал — к о д одинакова д л я всехАЦП.ОнаAtx = t 2ным-представленанасхемерис. • 2.40.Временнойfi з а д а е т с я д в у м я к о р о т к и м и и м п у л ь с а м и utl(в момент времени f i )и интервальныминтервали % 2 — опор­(в момент времени г 2 ) .Эти и м п у л ь с ы п о с т у п а ю т н а б л о к ф о р м и р о в а н и я ( Б Ф ) , в ы р а б а т ы в а ю ­щ и й п р я м о у г о л ь н ы й и м п у л ь с м п р д л и т е л ь н о с т ь ю Д г х = r2занный п р я м о у г о л ь н ы й импульс подается наменного селектора(ВС).t\.

Ука­На другой в х о д 2 временного селектора отгенератора счетных импульсовтельность счетных и м п у л ь с о в uwдования /сч.—о д и н и з в х о д о в 1 вре­(ГСИ)п о с т о я н н о п о с т у п а е т последова­со с т р о г о о п р е д е л е н н о й ч а с т о т о й сле­Счетные и м п у л ь с ы м о г у т п р о х о д и т ь через ВС на в ы х о дт о л ь к о тогда, к о г д а ВСо т к р ы т п р я м о у г о л ь н ы м и м п у л ь с о м ипр, т.е. вт е ч е н и е в р е м е н н о г о и н т е р в а л а Atx.

П о с к о л ь к у п е р и о д с л е д о в а н и я счет­ных импульсовможноТсчутверждать,=что1// счвыбираетсячислосчетныхмногоменьшим,импульсовN,чемAtx, топрошедшихче­р е з В С , в ы р а ж а е т с я ф о р м у л о й N *» Atx/TC4 = AtxfC4. С л е д о в а т е л ь н о ,Atx « N/fC4. Т а к и м о б р а з о м , к а ж д о м у в р е м е н н о м у и н т е р в а л у с т а в и т с я76at*llllllllllllllllllllгеишипитВСлВыход1БФtzРис. 2.40всоответствиепоследовательностьi1Входопределенногочислаимпульсанав ы х о д е А Ц П , т.е. ц и ф р о в о й к о д .С у м м а р н а я п о г р е ш н о с т ь о п и с а н н о г о в ы ш е А Ц П о п р е д е л я е т с я следую­щимиосновнымисчетныхимпульсов,менногоинтервалавающегоВС,нитьфакторами:вчастотыследованияпреобразования измеряемоговре­длительность п р я м о у г о л ь н о г о импульса, откры­погрешностьюпогрешность,нестабильностьюпогрешностьюдискретности.вызваннуюЧ т о б ы п р а к т и ч е с к и устра­нестабильностью / с ч , п р и м е н я ю тГСИс к в а р ц е в о й с т а б и л и з а ц и е й .

В т о р а я с о с т а в л я ю щ а я п о г р е ш н о с т и обуслов­лена в л и я н и е м помех на работу Б Ф . О с н о в н ы м элементом БФ являетсятриггер. Намомент переброса триггера из одного состояния в другоем о ж е т в л и я т ь п о м е х а , к о т о р а я с к л а д ы в а е т с я с н а п р я ж е н и е м , поступаю­щ и м н а в х о д Б Ф .

Характеристики

Список файлов книги