Метод дискретного счета
В основу работы цифровых средств измерения параметров двухполюсников, реализующих метод дискретного счета, положено преобразование измеряемого параметра в пропорциональный интервал времени и измерение этого интервала путем заполнения его счетными импульсами.
Для этого используются закономерности апериодического процесса, возникающего при подключении заряженного конденсатора или катушки с током (индуктивности) к образцовому резистору. При измерении активного сопротивления используется процесс разряда образцового конденсатора через измеряемый резистор. Наибольшее применение метод дискретного счета нашел при создании цифровых измерителей емкости и сопротивления.
Структурная схема цифрового измерителя емкости и сопротивления приведена на рис. 4.32.
Рис. 4.32. Цифровой прибор для измерения емкости и сопротивления
Принцип работы прибора. Перед началом измерения ключ (Кл) находится в положении 1 и конденсатор Cx заряжается через ограничительный резистор R до напряжения источника U. В момент начала измерения t1 (см. рис. 4.32) управляющее устройство (УУ) вырабатывает импульс, который сбрасывает предыдущее показание счетчика импульсов (Сч), открывает электронный ключ (ЭК) и переводит ключ (Кл) в положение 2. Конденсатор Cx начинает разряжаться через образцовый резистор Rобр по экспоненциальному закону (рис. 4.33),
,
где – постоянная времени цепи разряда.
В момент t1 импульсы генератора импульсов (ГИ), следующие с частотой f0, начинают поступать на вход счетчика импульсов (Сч).
Через интервал времени t напряжение на конденсаторе принимает значение
.
Напряжение UC подается на один из входов сравнивающего устройства (СУ), ко второму входу устройства подводится напряжение UR, снимаемое с резистора R2 делителя, состоящего из резисторов R1 и R2.
Если подобрать резисторы R1 и R2 так, чтобы напряжение UR было равно 0,37U, то в момент t2 равенства напряжений UC и UR на выходе сравнивающего устройства возникает второй импульс, который закрывает электронный ключ и счетчик прекращает подсчет импульсов (рис. 4.33).
Если за время t2 – t1 = t на счетчик поступило N импульсов, то можно записать .
Поскольку t = RобрCx, то при фиксированных значениях f0 и Rобр
,
т.е. измеряемая емкость прямо пропорциональна показанию счетчика, и счетчик может быть отградуирован в единицах емкости.
Рис. 4.33. Временные диаграммы прибора при измерении емкости
Аналогичным образом измеряется сопротивление резистора с применением образцового конденсатора Cобр,
.
Приборы для измерения параметров электрических цепей, использующие метод дискретного счета, обеспечивают сравнительно малую погрешность измерения (0,1…0,2 %).
К недостаткам таких приборов можно отнести невозможность измерения параметров на рабочей частоте.
Дата добавления: 2015-10-22; просмотров: 2275;