Определение: цифровые измерительные приборы (ЦИП) – это средство измерения в котором измеряемая аналоговая величина автоматически в результате цифровой обработки преобразуется в код с выводом информации на цифровое отсчетное устройство (ЦОУ).
Достоинства ЦИП:
- объективность отсчета,
- высокая точность измерения (до 0,005%),
- широкий диапазон измеряемых значений напряжений,
- большое входное сопротивление,
- индикация результатов измерений в цифровой форме,
- возможность автоматического выбора пределов измерений,
- возможность вывода информации на цифропечать,
- возможность совместной работы с ЭВМ,
- возможность автоматического введения поправки, установки нуля и калибровки,
- возможность использования в схеме прибора микропроцессора для обработки результатов многократных измерений.
Обобщенная блок-схема цифрового измерительного прибора.
Блок-схема ЦИП, представленная на рис.7.1. состоит из:
- измерительного преобразователя (ИПр), преобразующего аналоговую измеряемую величину х любой физической природы в аналоговую величину y, удобную для цифрового кодирования (информативные сигналы): напряжение U, ток I, частоту f, сдвиг фаз j, и интервал времени t;
|
|
- аналого – цифрового преобразователя (АЦП), который после квантования, дискретизации и кодирования преобразует информацию в код N;
- преобразователя код-код ПКК1, преобразующего код N в двоичный код N2/10, поступающий на ЦОУ;
- преобразователя код-код ПКК2, преобразующего код N в двоичный код N2 , поступающий на ЭВМ.
Квантование и дискретизация измеряемых величин.
Квантование – это разделение измеряемой величины х на ступени квантования х (рис.7.2). При х = Const измеряемая величина определяется ближайшим уровнем квантования хк
Xk = Nk х,
где, Nk – число ступеней квантования.
При х = Const шаг квантования представляет собой абсолютную погрешность квантования.
Дискретизация – это представление непрерывной функции x =F(t) рядом ее мгновенных значений хк через интервалы времени t (рис. 7.3). Шаг дискретизации t может быть постоянным (t = Const) и переменным (t = Var). При медленном изменении x(t) принимают , при быстром изменении x(t) шаг квантования ).