Файл: Электрические измерения. Общий курс учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 160

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В схеме рис. 285 лампы знакового индикатора включены через

десять

параллельных шин

и десять балластных сопротивлений

R

к источнику Е.

 

 

Примем, что в состоянии «О» на выходе триггера у() потенциал

равен нулю, а на выходе ух

— равен V; в состоянии «1» на выходе

у0

потенциал равен V, а на выходе г/, равен нулю. Допустим, что • V

>

>\Е\.

При этих условиях

в исходном состоянии все горизонталь­

ные шины, кроме шины «О», закорочены через диоды и триггеры на

fr .

Ф 5 -

„8ec"l

„вес" 2

Jec%

„вес"

2

Рис. 285.

Диодная

дешифраторная

схема

корпус. Следовательно,

в исходном состоянии

ток

от источника Е

протекает только через

лампу

«О».

 

 

При подаче первого импульса триггер Tel перебрасывается и на

его

выходе

у0

появляется потенциал V,

который

запирает диод

Д5

и отпирает

диод Д1. В

результате

шина

«О» закорачивается диодом

Д1

на корпус

и лампа

«О» гаснет,

но зажигается

лампа «1», так

как

все диоды, подключенные к шине «1», оказываются запертыми. При подаче второго импульса загорается лампа «2»-и погаснет лампа «1» и т. д\ Дальнейшая работа схемы может быть рассмотрена согласно табл.~15 состояний триггеров.

Практически между дешифраторной схемой и лампами (или вхо­ дами знакового индикатора) ставятся усилительные промежуточные элементы.

377

При многоразрядном отсчетом устройстве каждый разряд должен включать в себя схему рис. 285, причем выход предыдущей пересчет­ ной схемы должен быть включен на вход последующей.

Ключи. Ключи — устройства, выполняющие функции контактов. Различают ключи импульсные (логические) и измерительные. Первые предназначаются для коммутации цепей прохождения сигналов, имеющих всего два различных уровня. Измерительные ключи пред­ назначены для коммутации цепей прохождения сигналов, уровень которых может изменяться непрерывно для передачи непрерывных величин. В качестве ключей, управляемых электрическими сигнала­ ми, применяют электрические реле, а также электронные ключи, вы­

 

 

полняемые

с использованием

диодов,

r J

 

транзисторов и других элементов элек­

В-

 

тронных

схем.

 

 

 

 

 

 

Ключи

электромеханические

обла­

 

дают

лучшими

ключевыми

характери­

 

стиками, чем электронные ключи. Од­

 

1

нако

электромеханические

 

ключи

зна-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—'

чительно

более

инерционны и менее на-

е

 

дежны, чем электронные. Поэтому в

 

 

настоящее

время в ЦИП

применяются

Рис . 286. Эквивалентная схема

в основном

электронные

ключи.

 

электронного ключа

j ç a K

показали исследования,Гэквива-

 

 

лентная

схема

электронного

(транзи­

сторного) ключа

может

быть

представлена, .такт—как

показано

на рис. 286; она

состоит

из идеального

переключателя,

генератора

напряжения с э. д. с. е0 и внутренним сопротивлением г0 и генератора тока І3 с параллельно включенным сопротивлением г3 .

Нижнее положение контакта переключателя соответствует замк­ нутому состоянию транзисторного ключа, верхнее — разомкнутому состоянию.

Параметры е0 , г0 , / 3 , г3 носят название остаточных параметров ключа.

Транзисторные измерительные ключи, выполненные на совре­

менных транзисторах,

имеют е0 порядка несколько сот милливольт;

г0 — единиц-десятков

омов; І3 — десятых-сотых долей микроампера;

г3 — единиц-десятков

мегомов.

Таким образом, такие ключи влияют на режим коммутируемой цепи и вносят погрешность, зачастую ограничивающую повышение точности ЦИП. Чтобы погрешность, вносимая ключами, была в до­ пустимых пределах, остаточные параметры измерительных ключей не должны превышать допустимых значений^ Требования к импульс­ ным ключам всегда значительно ниже.

Время переключения измерительных ключей составляет единицы микросекунд.

Сравнивающие устройства (СУ). Сравнивающее устройство пред­ назначено для сравнения двух величин хх (например, известной) и х2 (неизвестной) и формирования выходного сигнала у в зависимости от результатов сравнения.

378

В ЦИП применяются СУ, фиксирующие следующие соотноше­

ния между

хх

и

х%:

1)

х, ^

х2

и

^ > ,г2;

2) ^ •< ж2;

^

= х2 и

Практически выходной сигнал у реальных СУ изменяет свое зна­

чение

не

в момент, когда хх

= х2,

 

а при некоторой разнице Ах —

— хх

— х2,

называемой

порогом

чувствительности

СУ.

 

Поэтому

обычно характеристики СУ имеют вид, показанный

на рис. 287, где

график

рис.

287,

а

соответствует

первому

режиму,

а

график^

рис. 287,

б —

второму.

 

 

 

 

 

 

 

;1

Порог

 

чувствительности

и его

нестабильность

могут

 

привести

к появлению погрешности, если не принять соответствующих мер. Важными характеристиками СУ являются входное сопротивление и быстродействие, которые зачастую определяют входное сопротив­

ление и быстродействие ЦИП.

а)

 

Ах

 

 

 

— > 1

 

 

 

 

1

1

 

 

*-Xf

1

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Риг. 287. Характеристики

сравнивающего

устройства:

а — при

х і *б х-г

и ?і > х-2> б

— при хх < х%; хх

— хг и хх >

х2

СУ выполняются обычно

с применением

элементов

электроники

и содержат усилители, а-также пороговые устройства типа триггеров, которые изменяют скачком свое состояние, например, в момент

равенства хх и х2.

Частный случай сравнивающих устройств — нуль-орган (нульиндикатор) (НО), который фиксирует момент равенства нулю вход­ ного сигнала.

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Цифро-аналого­ вые преобразователи предназначены для преобразования кода в кван­ тованную величину (напряжение, сопротивление и т. д.). Для пре­ образования кода в напряжение используются дискретные делители

напряжения

последовательного

и

параллельного

типа.

 

 

В настоящее время в ЦИП широко

применяется

параллельный

дискретный делитель напряжения, приведенный на рис. 288, а, где

гх,

г2,

гп — весовые резисторы, величины которых выбираются в со­

ответствии с

принятым кодом;

Пх,

П2,

Пп — переключатели;

Е — напряжение питания

делителя;

U — выходное напряжение де­

лителя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 288, б представлена эквивалентная схема этого делителя

для

случая,

когда часть резисторов

гх

— г„ включена

на шину

В.

В эквивалентной схеме gAB

— суммарная проводимость

резисторов,

включенных на шину В, gAc

— суммарная проводимость резисторов,

включенных

на шину С.

 

 

 

 

 

 

 

379

Выходное напряжение

 

 

Ü^E-J^—^E^^S

 

 

АД

 

 

 

 

 

ІАВ + ІАС

*

g ^

П'

 

 

 

 

 

n

 

»=t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где g — gAB

- \ - g A c =

V' — -—суммарная

проводимость

всех

резис-

 

 

 

І = 1

 

 

 

 

 

торов і\, r2,

r3

rn;

kt — коэффициент, равный

1 пли 0 в зависимости

от того, включен ли резистор г-ь на шину В; к — коэффициент,

зави­

сящий от значения элемента преобразуемого

кода.

 

 

Таким образом, при Е = const и g = const выходное

напряжение

пропорционально суммарной проводимости резисторов, включенных

на шину В.

А

 

Рис. 288. Параллельный дискретный делитель на­ пряжения: а — принци­ пиальная схема; б — эк­ вивалентная схема

В реальных схемах переключение весовых резисторов осущест­ вляется с помощью двух электронных ключей, управляемых электри­ ческими сигналами в зависимости от преобразуемого кода или кон­ тактами реле.

Для преобразования кода в сопротивление используются дискрет­

ные регулируемые

резисторы. Такие преобразователи применяются

в автоматических

цифровых равновесных мостах для измерения со­

противления. Для примера показана схема цифрового моста (пределы измерения 1 0 2 - 107 Ом) (рис. 289).

Плечо сравнения га моста (дискретный регулируемый резистор) состоит из двадцати параллельно включенных резисторов rt — г2 0 , проводимость которых выбрана в соответствии с кодом 2—4—2—1. Эти сопротивления разбиты на пять групп (декад):

г\

— г\

(первая

декада)

2—1—2—4 кОм;

гъ

— rs

(вторая

декада)

20—10—20—40 кОм;

г»

—гш

(третья

декада)

200—100—200—400 кОм;

г із —гы (четвертая декада) 2—1—2—4 M Ом;

гп

—гао (пятая

декада)

20—10—20—40 МОм.

380

Смотрите также файлы