Цифровые измерительные приборы. Цифровые измерительные приборы Общие сведения

• Название: Цифровые измерительные приборы Общие сведения
• Дата: 06.11.2022
• Размер: 0.72 Mb.
• Имя файла: Цифровые измерительные приборы.pptx
• Тип: Документы; #772944

Цифровые измерительные приборы

Общие сведения

Цифровыми измерительными приборами (ЦИП) называют приборы, содержащие аналого-цифровые преобразователи, устройства обработки цифровой информации и отображения результатов измерений в цифровой форме.
В настоящее время ЦИП занимают ведущее место на мировом рынке, хотя в промышленности еще имеется большой парк аналоговых измерительных приборов.

Достоинства

ЦИП имеют много достоинств:
-высокая точность измерений,
-широкий диапазон измеряемой величины,
-результат измерений в цифровой форме (возможность последующей обработки, сохранения, индикации),
-возможность внешнего управления, автоматизации и программирование процесса измерения.

Обобщенная структурная схема ЦИП

Принцип работы

Входное устройство по сигналу Блока управления (БУ) каждый цикл измерений преобразует измеряемый электрический сигнал ux(t) в постоянное напряжение U= в определенном диапазоне значений, который зависит от значения ux и выбранного предела измеряемой величины. В следующем цикле при изменении значения ux изменяется значение U=
АЦП – аналого-цифровой преобразователь преобразует циклически напряжение U= в цифровую форму UD (коды значений U= ) .
АЛУ – арифметико-логическое устройство выполняет операции с отдельным значениям UD, полученным в цикле или с набором их значением в множестве циклов.
Блок управления синхронизирует процессы обработки сигналов.

Основа работы

Таким образом, в любом ЦИП происходит два процесса:
Дискретизация – представление непрерывно изменяющихся значений напряжения измеряемой величины ux в дискретный набор значений U=t для отдельных моментов времени, определяемых циклами измерений
Квантование – преобразование отдельного значения U=t в цифровой код UDt.

Доп. сведенья

Из теоремы Котельникова следует, что сигнал ux(t) с верхней граничной частотой спектра fmax может быть восстановлен по его мгновенным значениям Xt в массиве дискретных точек N, если частота дискретизации fdiscr вдвое
Ширина спектра сигнала растет с увеличением скорости изменения сигнала. Поэтому для того, чтобы уменьшить погрешность дискретизации надо уменьшить период (увеличить частоту) дискретизации.превышает граничную частоту спектра сигнала fdiscr ≥ 2 fmax .
Погрешность квантования зависит от шага квантования, т.е. от разрядности АЦП. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность квантования.

ЦИП характеризуются следующими параметрами:

Измеряемая величина, т.е. Какая электрическая величина измеряется.
Пределы измерения, т.е. Переключаемые диапазоны измеряемой величины,
Чувствительность, т.е. Наименьшая единица младшего разряда,
Количество разрядов индикатора
Количество квантов,
Точность ЦИП, комплексная характеристика, выражаемая погрешностями,
Быстродействие.

По виду измеряемых величин

Вольтметры и амперметры постоянного и переменного тока (напряжения);
Омметры и мосты постоянного и переменного тока;
Комбинированные приборы;
Измерители частоты, интервалов времени и фазового сдвига;
Специализированные ЦИП, предназначенные для определения времени срабатывания различных элементов и т.Д.

ВЫВОД

Итак, ЦИП наиболее полно удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым в настоящее время к измерительной аппаратуре, — высокая точность и быстродействие, автоматизация процессов измерения и обработки информации.