ЦИФРОВОГО ВОЛЬТМЕТРА

Обобщенная структурная схема электронного цифрового вольтметра изображена на рис. 6.

Входное устройство представляет собой калиброванный делитель с большим входным сопротивлением, достигающим 107 Ом.

Сравнивающее устройство служит для сравнения измеряемого Ux и образцового Uобр напряже-

ний и фиксации их равенства.

Преобразователь напряжения в код создает образцовое (опорное) напряжение Uoбp, которое поступает в сравнивающее устройство. При равенстве Ux= Uoбp это значение напряжения преобразуется в определенный код (число импульсов, интервал времени, частоту и т.д.), который фиксируется электронным счетчиком и поступает в устройство цифрового отсчета. Устройство цифрового отсчета часто изготовляют на цифровых газоразрядных лампах.

рис.6

Управляющее устройство обеспечивает согласованную работу узлов, различные переключения и выполнение логических операций.

Рассмотрим принцип действия электронного цифрового вольтметра с времяимпульсным преобразователем измеряемого напряжения. Принцип действия состоит в следующем. Измеряемое напряжение преобразуется во временной интервал, пропорциональный измеряемой величине. Выделенный интервал заполняется счетными импульсами, которые подсчитываются электронным счетчиком, и результат измерения изображается в цифровой форме устройством цифрового отсчета. На рис.7 приведена временная диаграмма, поясняющая работу времяимпульсного цифрового вольтметра. Вольтметр измеряет напряжение циклами, которые задаются управляющим устройством. В начале цикла по сигналу "Запуск" (рис.7а), который может выдаваться вручную или автоматически, сбрасываются на нуль предыдущие показания счетчика, запускается генератор пилообразного напряжения, с Uобр которого сравнивается, как с образцовым, измеряемое UX (рис.7б). В момент, когда Uобр = 0, вырабатывается импульс U1 (рис.7в) запуска счетчика импульсов, которые поступают с генератора образцовых импульсов UИМП с частотой ν0 (рис.7д) на вход счетчика.

При Uобр= Ux (см. рис.7б) вырабатывается импульс U2 (рис. 7г), который прекращает поступление образцовых импульсов в счетчик и их счет. За время tX счетчик фиксирует NX импульсов (рис.7е). Из рис.7б следует, что UX= tX· tgα. Но так как tgα равен скорости изменения пилообразного напряжения v (В/c), а tX = NX/ν0, то UX = tX ν = η NX, где коэффициент η=ν/ν0 =const для данного вольтметра и выбирается равным 10n ( n = 0, 1, 2,...). Как видно из соотношения UX=ηNX, показания счетчика соответствуют значению UX в цифровом выражении.