Us Щ Щ иг и, а

Риа 49. Непрерывное пулыярующее напряжение и заменяющее его квантованное

ему кв£штованное в виде ступенчатой кривой 2. При квантовании по уровню фиксируются не все мгновенные значения напряжения, а только его дискретные уровни l/,, 1/, I/5 и т.д. При дискретизации по времени фиксируются дискретные мо-мстты времени t,, tj, и т.д. В каждый момент времен измерения, например в tto оценивается не фактическое мгновенное Иапряжение [/фагт> а близкое к нему квантованное Непрерывный сигнал заменяется сигналом с дискретными уровнями в дискретные моменты вромени.

Погрепшость дискретизации может быть очень малой 1фи большом числе уровней квантования. Так, если отсчетное устройство прибора имеет три десятичных разряда с максимальными показаниями 999, значит бесконечное множество фактических значений измеряемого напряжения в пределах от О до 999 отражается тысячью квантованных значений. Например, вместо С/фагт = 12,6 В измеряют [/о, равное 12 или 13 В, или вместо 1/фагт = 219,3 В определяют {/щ, равное 219 или 220 В, и т.д. Следует отметить, что при изм>евиях аналоговыми приборами, имеющими стрелочный отсчет, также происходит округление, т.е. измеряемая величина оценивается не по фактическому положению указателя, а по ближайшему к нему делению.

Вторым зтапом является кодирование (шифрование), при котором дискретные уровни напряжения преобразуются в цифровой код-определенную последовательность импульсов или комбинацию состояний таких элементов счетчика, как триггеры. Последовательность импульсов зависит от значения измеряемой величины. Процесс, включающий эти два этапа, называют аналого-цифровым преобразованием.

Третьим этапом является преобразование измеряемой величины, выраженной в вид цифрового кода, в измеряемую вели-

623 81

чину в виде десятичного кода (дешифрование) и отображение ее на цифровом табло отсчетного устройства.

Цифровые приборы состоят из двух основных функциональных частей: аналого-цифрового преобразователя и дешифратора с отсчетным устройством в виде 1щфрового табло с тремя или четырьмя цифровыми индикаторами. Аналого-цифровые преобразователи используются не только в цифровых приборах, но и в виде отдельных автономных устройств применяются в тех слзаях, когда числовой результат измерения непрерывной величины удобно представить в виде цифрового кода для передачи по каналам связи и использования в информационных, управляющих, вычислительных и других системах.

По способу преобразования измеряемой величины в цифровой код цифровые вольтметры могут быть с время-импульсным преобразованием, с поразрядньш кодированием и с преобразованием напряжения в частоту.

Цифровые вольтметры с время-импульсным преобразованием широко распространены, поскольку имеют сравнительно простую схему, обладают высокой скоростью преобразования и погрешностью измерений порядка 0,05%. Принцип действия этих приборов состоит в том, что измеряемое постоянное напряжение 17изм преобразуется в пропорциональный ему по длительности временной интервал, в который укладывается определенное число импульсов, создаваемых генератором счетных импульсов и измеряемых счетчиком. Таким образом, показания счетчика импульсов пропорциональны измеряемому пбстоянному напряжению. Структурная схема цифрового вольтметра с вр0к1я-импульсным прео15разованием показана на рис. 50, а временные диаграммы, поясняющие его работу,-на рис 51.

Измеряемое напряжение постоянного или переменного тока с входных зажимов поступает на входное устройство ВУи с по-

- I I I*--

Сешь Н"" 50 Гц

Рис. 50. Структурная схема цифрового вольтметра с время-импульсным преобразованием

Рис. 51. Временнйс диаграммы импульсов цифрового вольтметра с время-импульсным преобразованием:

а-запусхаюшш, б-пилооброзаого наприжеяия, «, вырабатываемых нулевым н сигнальным компараторами, д-счетных, е-на выходе электронного коммутатора

МОЩЬЮ делителей уменьщается до значений в пределах от О до 1 В. Постоянное напряжение поступает прямо на вход дифференциального усилителя ДУ, а переменное-через преобразователь ПН переменного напряжения в постоянное. В режиме измерения сопротивлений входные зажимы являются прямым входом ДУ, который сопротивление подключаемого к ним измеряемого резистора преобразует в пропорциональное напряжение постоянного тока.

Блок компараторов БК (сравнивающих устройств) состоит из сигнального и нулевого компараторов, имеющих по два входа. На первые входы обоих компараторов подается пилообразное напряжение U„, создаваемое генератором пилообразного напряжения ГПН под воздействием запускающих стартовых импульсов [/3. Второй вход нулевого компаратора соединен на корпус, а сигнального подключен к выходу ДУ Нулевой компаратор срабатывает в момент равенства пилообразного напряжения и нулевого потенциала корпуса и вы-

б> 83