Цифровой вольтметр с ГЛИН
В основе работы времяимпульсного вольтметра лежит преобразование измеряемого напряжения в пропорциональном интервале времени, длительность которого измеряется путем заполнения этого интервала импульсами со стабильной частотой следования (счетными импульсами).
Упрощенная структурная схема времяимпульсного цифрового вольтметра постоянного тока приведена на рис. 4.19. Наряду с блоками СУ, ГЛИН в схему входят блок управления (БУ), блок формирования БФ, временной селектор ВС и генератор счетных импульсов (ГСИ).
Рис. 4.19. Структурная схема времяимпульсного цифрового вольтметра
На БФ с БУ поступает импульс Ut1, который открывает временной селектор. Временной селектор пропускает на выход счетные импульсы, следующие с частотой f0. Одновременно запускается ГЛИН. Линейно-изменяющееся напряжение UЛ подается на устройство сравнения, которое в момент, когда UX становится равным UЛ, вырабатывает импульс Ut2. Импульс Ut2 закрывает временной селектор, что прекращает прохождение счетных импульсов.
Временные диаграммы приведены на рис. 4.20.
Рис. 4.20. Временные диаграммы времяимпульсного вольтметра
Число импульсов Nx, заполняющих временной интервал Тx с точностью до одного импульса, описывается формулой
,
где Тx = Ux/K, K – известный коэффициент, зависящий от скорости нарастания линейно-изменяющегося напряжения. Таким образом,
,
откуда
.
В вольтметре отношение К/f0 выбирается равным 10-m, где m = 1, 2, 3, …, поэтому прибор непосредственно показывает значение измеряемого напряжения (число m определяет положение запятой в цифровом отсчете). Указанный цикл работы вольтметра периодически повторяется. Возврат генератора линейно изменяющегося напряжения в исходное состояние и подготовка схемы к очередному измерению осуществляется импульсами от БУ после истечения времени t2.
Основным недостатком метода времяимпульсного преобразования является его невысокая помехоустойчивость. Шумовая помеха, наложенная на измеряемое напряжение Ux, изменяет его и, следовательно, изменяет момент появления импульса Ut2, определяющего длительность времени счета. Тем не менее времяимпульсное преобразование постоянных напряжений с генератором линейно-изменяющегося напряжения позволяет создавать сравнительно простые и достаточно точные вольтметры.
Погрешности метода определяются нелинейностью и нестабильностью линейно-изменяющегося напряжения и погрешностью, обусловленной нестабильностью порога срабатывания сравнивающего устройства. Основной недостаток метода – невозможность подавления напряжения помех. Для устранения этого недостатка на входе прибора включают фильтр, что приводит к существенному увеличению времени измерения. Цифровые вольтметры с ГЛИН имеют погрешность, не превышающую 0,1…0,05 %.
Дата добавления: 2015-10-22; просмотров: 1642;