Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

ток ОД А и напряжение на каждом сопротивлении 1 Ом составит 0,1 В; при втором положении переключателя ток и напряжения уменьшаются соответственно в 10 раз.

Рпс. 5-9. Упрощенная схема потенциометра перемен­ ного тока Р-56.

резисторов (по 10 Ом). Если переключатель Пъ находится в положении 1, то ток этой цепи 0,01 А, а напряжение на каждом из резисторов 10 Ом 0,1 В. При втором положении переключателя (0,1) ток и частичные напряжения в цепи реохорд — магазин уменьшаются в 10 раз. Напряжение между движками Пг и Р2 уравновешивает вторую состав­ ляющую измеряемого напряжения, сдвинутую по фазе относительно . первой па 90°. Кроме того, во вторичной цепи трансформатора включены резисторы гх и г2 , а также конденсатор С, обеспечивающие сдвиг тока этой цепи относительно тока первой цепи на 90°. Резистором rf ток цепи поддерживается неизменным при изменении частоты от 40 до 60 Гц.

140

Переключателями П3 и П4 можно изменять на 180е фазы составляющих измеряемого напряжения, подле­ жащих компенсации.

Расширение предела измерения напряжения произ­ водится делителем напряжения с номинальными значе­

5-6. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О Ц И Ф Р О В Ы Х П Р И Б О Р А Х

Известно (§ 1-4, а), что приборы по системе отсчета показаний делятся на приборы с непрерывным отсче­ том — аналоговые и приборы с дискретным отсчетом — цифровые, показания которых выражаются в цифровой форме.

Вбольшинстве приборов с непрерывным отсчетом происходит преобразование измеряемой физической вели­ чины в другую физическую величину, изменяющуюся аналогично измеряемой или, как говорят, являющуюся аналогом .измеряемой. Например, при измерении пере­ менного напряжения термовольтметром по рамке изме­ рительного механизма прибора проходит постоянный термоэлектрический ток, являющийся аналогом измеря­ емого напряжения. Этот ток вызывает вращающий мо­ мент и перемещение (поворот) подвижной части, подобное (аналогичное) измеряемому (входному) напряжению. Чис­ ловое значение измеряемой величины получается в ре­ зультате отсчета по шкале аналогового прибора, а иногда, кроме того, и в результате некоторых добавочных вычис­ лений, на что затрачивается много времени и что сопря­ жено с субъективными погрешностями, снижающими точность измерений.

Вцифровых приборах результат измерений представ­ ляется непосредственно в цифровой форме или в виде кода, так что устраняются субъективные ошибки, уско­

ряется процесс измерения, а при сочетании такого прибора с регистрирующим устройством процесс измерения авто­ матизируется.

В основе измерения цифровым прибором непрерывной величины лежит процесс квантования (или дискретизации)

141

по времени и по уровню (рис. 5-10), т. е. преобразование ее в дискретную.

Квантование по времени заключается в получепии через равные промежутки времени At (рпс. 5-10) мгновеппых значений х (^), х (£,), х (ts), х (tn), определяющих непрерывно изменяющуюся измеряемую величину х (t), приложенную к входным зажимам цифрового прибора.

Так как отсчетпое устройство цифрового прпбора обладает определенным ограниченным количеством цифр,

Вцифровых приборах возникает погрешность дис­ кретности, представляющая собой разность между пока­ занием прибора (ординаты уровней квантования на рис. 5-10) и истинным значением величины (ординаты кривой на рис. 5-10).

Числовым кодированием называется процесс выраже­ ния численного значения измеряемой величины в опре­ деленной системе счисления.

Вповседневной жизни применяется десятичная сис­

тема счисления с основанием, равным 10, в которой любое целое число представляется суммой некоторого

каждое из которых может множиться на одну из десяти цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9.

Таким образом, в десятичной системе счисления про­ извольное целое число можно представить в следующем

142

о б щ ем виде:

весовым коэффициентом и л и просто весом, так как к а ж д ы й

например рассмотренное выше число 8 0 3 содержит только коэффициенты кг 8 — 0 — 3 , а весовые коэффициенты

Ю1 : Ю а — Ю 1 — 10° — отброшены .

Вцифровой электроизмерительной технике исполь ­

= Ц Л,-2*,

143

где 2 — основание системы счисления, равное числу сим­ волов, используемых • в системе;

п — количество разрядов числа;

kt — коэффициент, принимающий значение 0 или 1. При записи в двоичной системе счисления аналогично десятичной системе ради упрощения записываются только коэффициенты к^ а весовые коэффициенты 21 и знаки сложения отбрасываются. Так, например, в рассмотрен­ ном выше примере 141 0 = 11102 в двоичном коде записаны

только коэффициенты к{ — 1—1—1—0.

Аналогично десятичной системе в двоичной системе дробные части числа отделяются от целого числа запятой, причем если в десятичной системе в дробной части сум­ мируются десятые, сотые, тысячные доли, то в двоичной системе в дробной части суммируются половины, четверти, восьмые и т. д., так, например, 14,14 = 1110,1110.

Слагаемые дробной части написанного выражения отличаются от слагаемых целой части числа только отри­ цательными показателями степеней.

Втабл. 5-1 даны записи некоторых чисел в десятичной

идвоичной системах счисления.

Переход от двоичного счета к десятичному можно выполнить следующим образом. Если в разряде двоичного числа стоит 0, то цифра предыдущего старшего разряда множится на 2. Если в разряде числа стоит 1, то цифра предыдущего разряда множится па 2 и к произведению прибавляется единица. Найдем, например, десятичное

144

выполнить следующим образом. Делим десятичное число

в строку справа налево, получаем соответствующее двоич­ ное число. В примере, рассмотренном в табл. 5-2, получен­ ное число 1110 = 1-23 + 1-22 + 1-21 + 0-2° = 8 + 4 + + 2 + 0 = 14.

Двоично-десятичная система представляет собой соче­ тание двоичной и десятичной систем. В этой системе сохраняется расположение десятичных разрядов, а цифры каждого разряда образуются группой из четырех дво­ ичных символов 0 или 1. Например, десятичное число 735 ( 1 0 ) в двоично-десятичной системе запишется так: 0111 ООН 0101. В двоично-десятичном коде разрядам, идущим один за другим справа налево, приписываются все веса, равные последовательно возрастающим сте­ пеням 2 (8—4—2—1), а десятичная цифра равна сумме произведений этих весов на соответствующую двоичную цифру 0 или 1. Кроме указанного выше кода с весами 8 — 4 — 2 — 1, применяются и другие коды, например с ве­ сами 5—1—2—1 или 2 — 4 — 2 — 1 .

Цифровые измерительные приборы (ЦИП) можно раз­ делить по следующим признакам: 1) по роду измеряемой величины на вольтметры, вольтамперметры, омметры, фазометры, частотомеры и др.; 2) по типу применяемых элементов на электронные и электромеханические. В пер-

145