ИЦВ с аналоговым интегрированием.

ИЦВ с аналоговым интегрированием позволяют определить среднее значение измеряемого напряжения за определенный фиксированный интервал времени (интервал интегрирования). Распространенным способом аналогового интегрирования является двухтактное интегрирование, называемое еще двойным, двукратным, двухшаговым и поочередным. Упрощенная структурная схема такого ИЦВ приведена на рис- 3.27.

Как видно из рис. 3.27, тактовый импульс УУ сбрасывает предыдущее показание счетчика, через триггер Т1 (триггер начала и конца счета) запускает ГСчИ, а через триггер Т2 замыкает ключ Кл1 (старт-импульс на рис. 3.28, а). В результате измеряемое напряжение Ux= подается на вход интегратора и начинается разряд интегрирующего конденсатора от начального (опорного) уровня U0 с постоянной времени τ (рис. 3.28, б). Процесс продолжается до момента времени t2, соответствующего поступлению на счетчик k-то импульса ГСчИ. Этот импульс (импульс переполнения на рис. 3.28, д) возвращает счетчик в исходное состояние, а через триггеры Т2 и ТЗ размыкает ключ Кл1 и замыкает ключ Кл2. Временные диаграммы работы Кл1 и Кл2 показаны на рис. 3.28, в, г. Работа интегратора в промежуток времени (t2 -t1), являющийся первым тактом (шагом) интегрирования, может быть описана уравнением

Uи = Umn =Uo-(t2-t1)Ux=/τ

Рис. 3.26. Временные диаграммы, характеризующие работу неинтегрн-рующего ЦВ с время-импульсным

преобразованием:

а — сравнение  напряжений   U      и  Uл  при

преобразовании   в   Δtx;   б — импульсы    на

выходах    компараторов;   в — счетные    им-

пульсы.

Рис.   3.27.  Структурная   схема   ИЦВ   с двухтактным интегрированием.

Рис.   3 28   Временные   диаграммы,    характеризующие работу ИЦВ  с двухтактным интегрированием:

а — управляющие    импульсы;    б — напряжение    на    выходе интегратора;   в — временная  диаграмма   работы  ключа   Кл1; г — временная   диаграмма   работы   ключа   Кл2;   д — счетные импульсы.

Начиная  с  момента времени  t2, ко  входу интегратора подключается источник постоянного   образцового  напряжения Uэ (см. рис. 3.27) с полярностью, обратной полярности Ux=. Начинается второй такт   интегрирования, но теперь  интегрируется   Uэ. Этот процесс продолжается до момента времени, когда Uи = U0(t3 на рис. 3.28, б), и может быть описан уравнением

Uи= U0 = Umin +(t3-t2)Uэ/τ

!, т'•

В момент времени tз срабатывает компаратор К и образуется стоп-импульс, который через Т1 останавливает ГСчИ, а через ТЗ размыкает ключ Кл2. Напряжение Uэ отключается от интегратора, и счетчик фиксирует число импульсов

N=(t3-t2)/T0. Для первого такта интегрирования аналогично можно записать

k=(t2-tl)/TQ. В результате

Ux==UэN/k,

т. е. при постоянных Uэ и k мы, как и ранее, получаем прямоотсчетный ЦВ. При этом результат измерения, не зависит от стабильности параметров интегратора. Кроме того, при (t2 — t1), равном целому числу периодов Uп (помехой чаще всего является напряжение сети или его гармоники), он будет свободен от погрешности за счет Uп, так как в этом случае Un(t)dt = 0. Этим и обеспечивается наряду с высокой точностью высокая помехозащищенность ИЦВ.