В ЦИП, реализующих время-импульсный метод преобразования измеряемая величина (в данном случае Ux_) предварительно преобразуется в пропорциональный ей интервал времени путем сравнения со значением известной величины, изменяющейся по определенному закону. Затем полученный интервал времени (также аналоговая величина) непосредственно преобразуется в цифровой код. Таким образом, ЦВ, реализующие этот метод, должны быть отнесены к вольтметрам прямого преобразования. Среди них встречаются как ЦВ мгновенного значения, так и ИЦВ с аналоговым интегрированием и усреднением результатов измерений.
Неинтегрирующий ЦВ —это вольтметр мгновенного значения с типовой структурной схемой, приведенной на рис. 3.25. Синхронная работа всех узлов ЦВ обеспечивается с помощью управляющего устройства (УУ), причем управление может быть как ручным так и автоматическим. В первом случае измерения будут однократными, а во втором — периодически повторяющимися с определенным тактом
Тактовый импульс УУ сбрасывает на нуль показание счетчика, полученное во время предыдущего такта, и запускает генератор линейно-изменяющегося напряжения Un (ГЛИН), с которым и осуществляется сравнение Ux= при преобразовании его во временной
Рис. 325. Структурная схема неинтегрирующего ЦВ с время-импульсным
преобразованием.
интервал (рис. 3.26, а). Это сравнение производится в сравнивающих устройствах — компараторах К1 и К2, причем компаратор К1 имеет уровень срабатывания U0, а компаратор К2 — уровень срабатывания Ux= + U0. При Uл = U0 срабатывает К1 и образуется старт-импульс (рис. 3.26, б), который открывает селектор. С этого момента времени начинается подсчет счетчиком импульсов, поступающих через открытый селектор от генератора счетных импульсов (ГСчИ). Импульсы следуют с периодом Т0, определяющим шаг квантования в данной схеме ЦВ (рис. 3.26, в). Подсчет их продолжается до тех пор, пока Uл не возрастет до значения Uл = Ux=+ U0. В этот момент времени срабатывает компаратор К2 и образуется стоп-импульс (рис. 3.26, б), который закрывает селектор. Подсчет импульсов ГСчИ прекращается, счетчик фиксирует некоторое число импульсов N, которое по команде УУ подается в ОУ для воспроизведения результата измерения в цифровой форме.
Как видно из рис. 3.26, измеряемое напряжение Ux= преобразовалось в интервал времени Δtx, причем Ux= = kΔtx, где k = dU/dt. В свою очередь Δt = NT0, т. е. в результате Ux= kT0N. При kT0 = const показание счетчика прямо пропорционально Ux= и мы получаем прямоотсчетный ЦВ.
На примере схемы рис. 3.25 можно указать основные источники погрешностей ЦВ с время-импульсным преобразованием:
погрешность дискретности;
погрешность меры (Т0≠const), в качестве которой в современных типах ЦВ применяют кварцевые ГСчИ;
погрешность преобразования Ux= в Δtx, определяемая нелиней-ностью Uл (k≠const) и погрешностью компараторов (временное положение старт- и стоп-импульса). Применение двух компараторов позволяет исключить с помощью UQ начальный нелинейный участок Uл и значительно компенсировать нестабильность их характеристик; погрешность за счет наложения на Ux гармонической помехи Un с амплитудой Uпm. В неблагоприятном случае эта погрешность может оказаться равной Uпm /Ux=, т. е. должны предусматриваться эффективные меры обеспечения помехозащищенности. Эти меры реализуются в ИЦВ.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему