49.Основные характеристики ЦИП

К осн-м техн-м характер-м ЦИП относятся: диапазон измерений; чувствительность; разрешающая способность; входное сопротивление; входной ток; точность, помехоустойчивость и быстродействие.

Общий диапазон изм-й ЦИП обычно раздел-я на несколько поддиапазонов. Для каждого поддиапазона указ-я его номинальное значение. Обычно на всех поддиапазонах ЦИП предусматр-ся перегрузка до 20 % от номинального знач-я. Чувств-сть ЦИП опред-я как знач-е измеряемой величины, приходящейся на один квант. Разрешающая спос-сть – величина обратная числу квантов NК на поддиапазон с учетом перегрузки. Входное сопрот-ие характ-ет потребление ЦИП от источника сигнала измерит-й инф-и. Например, подкл-е цифрового вольтметра с входным сопрот-ем RВХ к реальному источнику с внутренним сопр-ем RИ изменяет напр-е на выводах этого источника. При этом возникает методическая ошибка значение которой определяется выр-ем δ≈(RИ/RBX)·100 Для ЦИП переменного тока указ-я также и входная емкость СВХ. Входной ток – это ток протекающий между замкнутыми входными выводами ЦИП в отсутствие измеряемой величины. При подкл-и источника измеряемой величины он создает на RК падение напряжение U=IBXRИ. Величина дельта U определяет методическую погрешность (вольтметра). Точность количественно оценивается погреш-ью. Погр-ть любого ЦИП имеет две составляющие. 1 составляющая – это методическая погр-ть. Она возникает из-за того, что точного равенства A=nKAK практически не бывает. 2 составляющая – это инструм-ая погр-ть. Она возникает из-за отличия действит-го значения кванта от рассчитанного (номинального); из-за наличия порога чувств-ти сравнивающего устр-а. Для ЦИП, выпускаемых отечественной промышленностью, погрешность принято нормировать в относительной форме по двучленной формуле δ=±[c+d(AK/A-1)] . Помехоустойчивость – способ-ть ЦИП снижать действие помех на результат измер-я. Количественно она опред-я коэфф-ом подавления помех. Быстродействие ЦИП характ-ся кол-м измерений в секунду.

50.Измерение частоты

Цифровые приборы, предназначенные для изм-я частоты наз-ся электронно – счетными частотомерами. Они считают число импульсов п (число периодов) исследуемого сигнала за строго калиброванный интервал времени (например 1с). Тогда fИЗМ=n/ΔtKКогда Δ tK=1c, fИЗМ=n[Гц].(рис) Сигнал, частоту которого необ-о измерить, поступает на вход прибора. Формирующее устр-о преобразует синусоидальное напр-е сигнала в послед-ть однополярных импульсов. Оно состоит из усилителя – ограничителя, преобразующего синусоидальный сигнал в меандр, дифференцирующей цепи и одност-го ограничителя. На выходе получаются однополярные короткие импульсы, период следования которых равен периоду измеряемого сигнала (рис).Эти импульсы поступают на вход 1 временного селектора. Но в счетчик импульсы проходят лишь тогда, когда на входе 2 селектора действует стробирующий импульс (прямоугольный импульс заданной длительности). Длительность стробирующего импульса задается кварцевым генер-м и делителем частоты. Кварцевый генер-р служит образцовой мерой, воспроизводящей калиброванный интервал времени. Синусоидальное напр-е генератора преобр-я в импульсы, которые подаются в делитель частоты. Делитель частоты представляет набор q декад. Каждая декада делит частоту импульсов в 10 раз. Общий коэфф-т деления равен 10q.Число использ-х декад может меняться от 0 до q перекл-ми. Поэтому с выхода делителя могут сниматься импульсы с различными частотами следования. Так при fКВ = 10 МГц эти частоты равны 1 МГц; 100, 10, 1 кГц; 100, 10, 1 и 0,1 Гц. Периоды следования этих импульсов и определяют длительность стробирующего импульса (т.е. интервала счета Δ tK) т.е. 0,0001; 0,001; 0,01; 0,1; 1; 10 с. Узел формир-я и управл-я содержит схему формир-я прямоугольного стробирующего импульса, реле времени индикации и сброса показаний счетчика.Оценим погрешность по слагаемым измерений. Погр-ть меры определяется нестабильностью частоты кварцевого генератора. Погр-ть преобраз-я связана с формиров-м прямоугольных импульсов из напр-я синусоидальной формы и пренебрежимо мала. Погр-ть сравнения обусловлена тем, что фронт и срез строб импульса не совпадают с моментами появления счетных импульсов. Из рис. очевидно, что максимальная величина абсолютной погрешности составляет ±1 период импульсов счета, или ±1 дискрету. Поэтому погр-ть наз-т погр-ю дискретности. Если на вход счетчика поступает п импульсов за время ΔtK , то длительность одной дискреты счета Δf=±1/ΔtK. Это знач-е абсолютной погр-ти дискретности в Гц. Относительная погрешность дискретности δf=±1/n Погр-ть фиксации в ЦИП отсутствует. Предел допускаемой абсолютной погр-ти ЭСЧ определ-ся выраж-м ΔПРЕД=±(δКВ·fИЗМ+1/ΔtK) а предел допускаемой относительной погр-ти в процентах равен δПРЕД=±(δКВ+1/n)100 Очевидно, что определяющей по величине является погр-ть дискретности, а для ее уменьшения необходимо увеличивать время измер-я.

51.Измерение периода

Измер-е сводится к подсчету импульсов п за некоторый интервал времени Δt . частота следования импульсов (мера, калиброванная частота), а интервал времени Δt - измеряемая величина - период. Схема прибора для измерения периода и эпюры приведены на рис. Измеряемый сигнал подается на вход прибора. Формирующее устройство 2 преобразует синусоидальное напряжение в последовательность коротких импульсов с периодом ТИЗМ . В узле формирования и управления из них формируется стробирующий импульс длительностью ТИЗМ. На формирующее устройство 1 поступает напряжение кварцевого генератора, из которого формируются короткие импульсы с периодом 1/fКВ. Эти импульсы поступают на вход 1 временного селектора. Измеряемый период определяются числом периодов кварцевого генератора т на интервале ТИЗМ, т.е. TИЗМ=m/fКВ Погрешность меры - такая же что и при измерении частоты, т. е. δКВ Погрешность дискретности δТ=1/m. Она тем меньше чем больше ТИЗМ и выше fКВ Поэтому в схему включены умножители fКВ и делители fИЗМ. Последние позволяют увеличить ТИЗМ в q раз. При изменении периода значительный вес может иметь погрешность преобразования, обусловленная действием шумовых помех. Эти помехи влияют на точность формируемой длительности строб импульса. Поэтому погрешность называют погрешностью запуска, причем δЗАП≈1/hπ, где, Um h=Um/Un , Um - амплитудное значение сигнала, Un- среднеквадратическое значение помехи. Предел относительной допускаемой погрешности измерения периода, выраженный в процентах, определяется формулой

δПРЕД=±(δКВ+δЗАП+1/m).

53.Общие сведения о регистрирующих приборах

Необх-ть автоматической регистрации измеряемых величин возникает как в производственной деятельности, так и в научных исслед-ях. Соврем-е регистрирующие приборы позволяют не только отсчитывать значение измер-ой величины, но и получать график её изм-ия во времени. Все многообразие регистр-их приборов принято разделять на две группы: регистр-ие приборы прямого действия и приборы сравнения. Если регистр-ия производится с помощью спец-го устройства на носителе (чаще всего это бумажная лента с нанесенной диаграммой), то приборы называются самопишущими измер-ми приборами. В зависимости от допустимой частоты изменения регистр-ой электрической величины приборы разделяют на обычные (Fдоп≤1 Гц) и быстродействующие (Fдоп > 1 Гц). Применяют большое разнообразие методов регистрации: 1. рег-ия нанесением слоя вещества на носитель (карандашный, чернильный струйный, пастой с шариковым устройством, копировальный, печатный и т.д.); 2. регистр-ия со снятием слоя вещества с носителя (резцовый, плавильный, электротермический); 3. регистр-ия с изменением состояния вещества носителя (термочувствительный, фотографический, магнитной записи). Независимо от методов регистрации большинство регистрирующих приборов используют носители, на которые нанесена диаграммная сетка. Применяют диаграммные ленты и диски. Поле записи диаграммной ленты любого типа делится первичными и вторичными линиями отсчета измеряемого параметра, а также основными и дополнительными линиями времени. Для перемещения носителя, на краях ленты наносят перфорацию. В последние годы большое распростр-ие получают ленточные диаграммы, сложенные в пачку, например ЛПГС – лента с прямолинейными горизонт-ми линиями времени, складывающаяся.