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

вых из них использую'тся электронные и полупроводни­ ковые бесконтактные элементы, поэтому скорость их работы велика, что является их достоинством, погреш­ ность их составляет 0,1—0,5 %. Во вторых — исполь­ зуются электромеханические элементы: реле, переклю­ чатели и т. п., поэтому скорость их работы низкая, про­ должительность одного измерения составляет несколько десятых долей секунды. Точность их очень высокая (0,01 — 0,005 % ) ; по методу преобразования непрерыв­ ной величины в цифровую форму, т. е. по способу коди­ рования, цифровые приборы делятся на следующие груп­ пы: а) приборы геометрического (пространственного) коди­ рования; б) приборы число-импульсного, время-импульс­ ного и частотно-импульсного кодирования; в) приборы поразрядного кодирования.

д и р о в а н и я измеряемая величина сначала преобра­ зуется в линейное или угловое перемещение (перемещение электронного луча или поворот вала и т. п.), а затем

с помощью кодирующей маски соответствующей формы преобразуется в цифровую форму. Применяются электро­ контактные, индуктивные, фотооптические, электронные

идругие кодирующие преобразователи.

Вкачестве примера рассмотрим принцип работы цифрового прибора с пространственным кодированием (рис. 5-11) с электронно-лучевой трубкой и кодирующей маской, выполненной в двоичной системе счисления.

146

жется на соответствующей строке маски. Под действием

луч будет перемещаться вдоль соответствующей строки маски, попадая то на прозрачные, то на непрозрачные ее участки. Луч, попадая на экран через прозрачные участки маски, вызывает его свечение; в результате

Рпс. 5-12. Графики компенсирующего UK, измеряемого [Ух и им­ пульсного Ux напряжений (а); структурная схема время-импульс­ ного кодирования (б); графики компенсирующего и измеряемого напряжения преобразователя с число-импульсным кодированием (в).

этого на фотоэлемент воздействуют световые импульсы, которые после усиления в виде цифрового кода посту­ пают на выход.

Основным преимуществом приборов с геометрическим кодированием является быстродействие. Погрешность их не превышает 1 %.

В п р и б о р а х с в р е м я - и м п у л ь с н ы м к о ­ д и р о в а н и е м измеряемая величина, например напря­ жение Ux, преобразуется в промежуток времени Т (рис. 5-12, а) путем сравнения измеряемого напряжения Ux с пилообразным компенсирующим напряжением UK, изме­ няющимся до некоторого максимума пропорционально

147

пилообразного напряжения ГКН, и в тот же момент tt электронный ключ ЭК открывается и начинает пропус­ кать импульсы напряжения от генератора стабильной частоты ГИ в счетчик импульсов СИ. Компенсирующее напряжение, изменяясь пропорционально времени, до­

до своего максимума, а затем спадает. По прошествии некоторого времени, необходимого для отсчета по команде

Погрешность результата измерения, зависящая от линейности и постоянства крутизны пилообразного напря­ жения, а также постоянства частоты импульсов, состав­

этого используется источник со ступенчато-изменяющимся (возрастающим или убывающим) компенсирующим напря­ жением U« (рис. 5-12, в). Число ступенек этого напря­

сов, равное числу ступенек компенсирующего напря­

измеряемой величине. Следовательно, определяемое число импульсов за постоянный промежуток времени будет пропорционально измеряемой величине.

Генератор управляемой частоты ГУЧ (рис. 5-13) вы­ дает импульсы, частота которых пропорциональна зна-

148

чонию входной величины. Эти импульсы в течение за­ данного датчиком интервалов времени ДИВ промежутка времени Т проходят через ключ ЭК и фиксируются счет­ чиком импульсов СИ. По прошествии времени, необхо­ димого для считывания результатов измерения, блок

измеряемое постоянное на­

пряжение Ux периодически сравнивается с образцовым

того потенциометра (рис. 5-15), переключение сопротив­

тивления группы А замкнуты накоротко, а сопротивления группы Б, наоборот, включены в цепь.

Процесс сравнения измеряемого напряжения, которое предположительно имеет значение Ux — 40, начинается

149