АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД - Електронний цифровий мілівольтметр постійного струму з світлодіодним дисплеєм
Найбільш зручними в експлуатації приладами для вимірювання напруги є цифрові вольтметри. Вони можуть вимірювати як постійні, так і змінні напруги. Клас точності - до 0,001, діапазон - від одиниць мікровольт до декількох кіловольт. Сучасні мікропроцесорні цифрові вольтметри оснащені клавіатурою і часто дозволяють проводити вимірювання не тільки напруги, але й струму, опору тощо, тобто є багатофункціональними вимірювальними приладами - тестерами (мультиметрами або авометрами).
Серед вимірювальних приладів цифрові вольтметри займають особливе місце, так як вони дозволяють забезпечити автоматичний вибір межі та полярності вимірюваних напруг; автоматичну корекцію похибок; малі похибки виміру (0,01 - 0,001%) при широкому діапазоні вимірюваних напруг (від 0,1 мкВ до 1000 В), видачу результатів виміру у цифровому вигляді, документальну реєстрацію, ввід вимірювальної інформації в ЕОМ та складні інформаційно-вимірювальні системи. Цифровий вольтметр в порівнянні з аналоговим містить аналогово-цифровий перетворювач (кодуючий пристрій) (АЦП), пристрій цифрового відліку.
Цифрові вольтметри класифікують за способом перетворення безперервної величини у дискретну; структурної схеми АЦП; технічними засобами; способу компенсації.
За способом перетворювання розрізняють цифрові вольтметри з порозрядним кодуванням, з час-імпульсними і частото-імпульсними перетвореннями.
За способом структурної схеми АЦП цифрові вольтметри діляться на вольтметри прямого перетворення і урівноважуючого перетворення.
За технічними засобами цифрові вольтметри діляться на електромеханічні вольтметри та електронні вольтметри.
За способом врівноваги цифрові вольтметри діляться на вольтметри з слідкуючою та розгортаючою врівновагою.
Основні параметри цифрового вольтметра. Точність перетворення визначається похибкою квантування по рівню, що характеризується кількістю розрядів у вихідному коді.
Похибка цифрового вольтметра має дві складові, одна з яких залежить від вимірюваної величини (мультиплікативна), а інша не залежить (адитивна). Таке представлення пов'язано з дискретним принципом вимірювання безперервної величини, так як в процесі квантування виникає абсолютна похибка, обумовлена кінцевою кількістю рівнів квантування. Абсолютна похибка вимірювання напруги:
?U=±(yвідн Ux + m знаків), або ?U=±(yівідн Uкз + m знаків),
Де, yвідн - відносна похибка вимірювання; Ux - значення вимірюваної напруги; Uкз - кінцеве значення на вибраній межі вимірювання; m знаків - значення, визначаєме одиницею молодшого розряду цифрового відлікового пристрою (адитивна похибка дискретності).
Основна припустима відносна похибка представляється і в іншому вигляді: yвідн = ±( a + bUкз /Ux ), де а і b - постійні числа, які характеризують клас точності приладу. Перший член похибки не залежить від показників приладу, а другий збільшується при зменшенні Ux, по гіперболічному закону.
В якості прикладу розглянемо схему цифрового вольтметра з час-імпульсним перетворенням (рис.1.2.1) та цифрового вольтметра з подвійним інтегруванням (ис.1.2.2).
Рис.1.2.1 Схема цифрового вольтметра з час-імпульсним перетворенням та часові діаграми напруг, які пояснюють принцип компенсації.
Рис.1.2.1 Схема цифрового вольтметра з подвійним інтегруванням та часові діаграми напруг, які пояснюють принцип його роботи
В основу роботи цифрового вольтметра постійного струму з час-імпульсним перетворенням положений час-імпульсний метод перетворення постійного струму в прямо пропорційний інтервал часу з подальшим вимірюванням тривалості інтервалу.
Похибки приладу залежать від лінійності та швидкості вимірювань компенсуючої напруги, стабільності генератора, генератора лічильних імпульсів, чутливості пристрою зрівняння, точності установки нуля або опорної напруги.
Принцип його роботи подібен принципу час-мпульсного перетворення, з тією різницею, що тут утворюються два часових інтервала на протязі циклу вимірювання, тривалість якого встановлюється кратній періоду поміхи. Таким чином визначається середнє значення вимірюванної напруги, а поміха подавляється. Ці вольтметри є більш точними і поміхоустойчивими в порівнянні з цифровими вольтметрами з час-імпульсним та частотним перетворенням, однак час виміру у них більший.
Метод час-імпульсного перетворення в сполученні з подвійним інтегруванням дозволяє ефективно послабити вплив поміх, виміряти напругу обох полярностей, отримати вхідний опір, рівний одиницям гігаом, та малу похибку вимірювання без представлення особливих вимог до постійності лінійно - змінюючоїся напруги.
Електронні вимірювальні прилади впевнено завойовують підтримку користувачів. І в майбутньому прогнозується лише підвищення ролі їхньої служби. Все це зумовлено низкою їх безперечних переваг.
Поява широкодоступних і порівняно дешевих мікроконтролерів вивела індустрію створення електронних вимірювальних приладів на новий, якісний рівень. Це дало змогу не лише усунути недоліки, а і наділило цифрові прилади значними перевагами, порівняно з їх аналоговими суперниками. Тепер вимірювання електричних величин стало легким і доступним навіть для школярів. Зникла потреба у складних обрахуваннях похибок аналогових вимірювачів напруги та струму, стали непотрібними магазини додаткових опорів та шунтів
Цифрові вимірювальні системи - це системи майбутнього, і з часом їх роль буде збільшуватися, якість покращуватися, і ціни ставатимуть все доступнішими.
Похожие статьи
-
ОПИСОВА ЧАСТИНА - Електронний цифровий мілівольтметр постійного струму з світлодіодним дисплеєм
Ремонт, наладка і регулювання будь-якого радіоелектронного пристрою неможливі без радіовимірювальних приладів, серед яких вольтметр, амперметр і омметр....
-
Вона відображає принцип роботи пристрою в самому загальному вигляді і дає наочне уявлення про послідовності взаємодії функціональних частин пристрою....
-
ВСТУП - Електронний цифровий мілівольтметр постійного струму з світлодіодним дисплеєм
Основним завданням при проектуванні вимірювальних приладів було і залишається досягнення певних метрологічних характеристик. На різних етапах розвитку...
-
Будуть розглянуті особливості вимірювань у трифазних ланцюгах змінного струму наступних величин: діючих значень струму й напруги, активній і реактивній...
-
Мостовий генератор для УЗВ-п'єзовипромінювача - Аналітичний огляд генераторів коливань
В останні роки все частіше доводиться зіштовхуватися з ультразвуком - звуковими коливаннями, що мають частоту більшу, ніж здатна почути людина. У...
-
Генератори гармонійних коливань Умова генерації гармонійних коливань Електронним генератором гармонійних коливань називають пристрій, що перетворює...
-
РОЗРАХУНОК ВХІДНИХ ТА ВИХІДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВУЗЛІВ СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ - Цифровий вимірювач ваги
Для визначення характеристик цифрового вимірювача ваги необхідно визначити значення вихідної напруги первинного перетворювача при мінімальному значення...
-
Цифровий вимірювач ємності - Мікроконтролерний вимірювач ємності конденсаторів
В роботі наведено відносно простий цифровий вимірювач ємності. Є декілька методів вимірювання ємності, наприклад, за допомогою моста опорів або вимірюючи...
-
Принцип дії приладів електродинамічної системи (надалі ЕД-приладів) і приклад позначень на шкалі показані на мал. 6. Обертаючий момент створюється в...
-
Генератори майже гармонійних коливань - Аналітичний огляд генераторів коливань
Якщо в генераторі з коливальними контурами втрати в контурі або резонаторі малі (висока добротність коливальної системи), то форма коливань у них близька...
-
LC-генератори гармонійних коливань - Аналітичний огляд генераторів коливань
Індуктивна Трьохточка . На практиці частіше використовують схеми LC-генераторів з автотрансформаторним ЗЗ, у яких напруга ЗЗ знімається із частини...
-
RC-генератори гармонійних коливань - Аналітичний огляд генераторів коливань
Для одержання гармонійних коливань низької й інфранизької частот (від декількох сотень кілогерців до часток герців) застосовують автогенератори, у яких...
-
У відповідності до завдання нам потрібно розробити мікропроцесорний прилад для повірки фазометрів. Завдання зводиться до реалізації генератора...
-
ОБГРУНТУВАННЯ ТА РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПРИЛАДУ - Цифровий вимірювач ваги
Для того, щоб визначитись із структурною схемою цифрового вимірювача ваги, необхідно вибрати первинний перетворювач, датчик ваги. Згідно індивідуального...
-
Дія електростатичного приладу (надалі ЕС - приладу) заснована на використанні сили, що виникає між пластинами повітряного конденсатора, заряди на яких...
-
Типові способи й засоби розширення меж вимірювань Розширення меж вимірювання приладів - це важлива техніко - економічне завдання, метою якого є зменшення...
-
Прилади магнітоелектричної системи (або, інакше, магнітоелектричні прилади) є найпоширенішими стрілочними електровимірювальними приладами. Ці прилади...
-
Генератори із кварцовою стабілізацією частоти - Аналітичний огляд генераторів коливань
Істотне зменшення нестабільності генераторів може бути досягнуте за рахунок використання кварцового резонатора, який являє собою особливим чином вирізану...
-
З погляду виробників мікропроцесорної техніки всі задачі, вирішувані системами вбудованого управління, поділяються на два великі класи: управління...
-
РОЗРАХУНОК ПОХИБКИ ВИМІРЮВАННЯ - Цифровий вимірювач ваги
Визначимо похибку цифрового вимірювача ваги. Вважаючи, що СКВ первинного перетворювача та СКВ квантування є незалежними між собою складовими...
-
Схема централизованного управления производством при методе технологических комплексов приведена в Приложении А. Схема технологического процесса зоны...
-
Так як ми вже визначились зі структурною схемою приладу, то потрібно розробити електричну принципову. Спочатку визначимось з усіма складовими окремо. В...
-
Пристрій, що розробляється в даному дипломному проекті, повинен задовольняти наступним технічним вимогам: 1.1. Напруга живлення +5В±10% 1.2. Діапазон...
-
Схеми випрямлячів - Випрямлячі перемінної напруги
Випрямлячі, застосовувані для однофазної побутової мережі виконуються по 4 основним схемам: однополуперіодної, двухполуперіодної з нульовою крапкою(чи...
-
За умовою вихідних даних курсової роботи зобразимо структурну схему ЦАП на основі матриці типу R-2R. Рисунок 3.1- Cхема ЦАП на основі матриці R-2R...
-
Класифікація конденсаторів і міри безпеки при роботі з ними Залежно від призначення і конструктивною виконання випускають конденсатори: постійної...
-
Метод заряду і розряду конденсатора - Вимірювання частоти
Суть цього методу полягає у вимірюванні струму розряду IСр конденсатора, який періодично перезаряджається в такт із вимірюваною частотою fX (рис. 2)....
-
Функціональна схема мікроконтролерного вимірювача ємності конденсаторів зображена на рис.3.2 та на кресленні ДП. КН5Д.05/ДК67.10.002 Е2. Функціональна...
-
У варіантах реалізації приладу, розглянутих у 1 розділі немає можливості задавати частоту вихідного сигналу, а тільки амплітуду, що не задовольняє умови...
-
На универсальных постах технического обслуживания обычно организуют выполнение работ ТО-2 и иногда ТО-1. Исходной величиной для расчета универсальных...
-
Выбор метода обслуживания Технологический процесс ТО и его организация определяются количеством, рабочих постов и мест, необходимых для выполнения...
-
Число постов на участке приемки ХПр Определяется в зависимости от числа заездов автомобилей на СЦ d и времени приемки автомобилей: (2.11) Где NСЦ - число...
-
Расчет числа постов и линий технического обслуживания и ремонта Объем работ по ремонту кузовов сравнительно небольшой. Как правило, кузовные работы...
-
Посты ожидания - это посты, на которых автомобиля, нуждающиеся в том или ином виде ТО и ТР, ожидают очереди для перехода на соответствующий пост или...
-
Число специализированных постов диагностирования (Д - 1 или Д - 2) ХД можно определить из выражения: , пост; (1.57) Где ТД- годовой объем диагностических...
-
Исходной величиной для расчета универсальных постов обслуживания служит такт поста, представляющий собой время простоя автомобиля на обслуживании на...
-
Расчет числа постов ТР - Технологическое проектирование автотранспортных предприятий
При этом расчете число воздействий по ТР неизвестно. Поэтому для расчета числа постов ТР используют годовой объем постовых работ ТР. Число постов ТР Х ТР...
-
При расчете численности производственного персонала определяется технологически необходимое Р Т , и штатное Р ш количество рабочих. Количество...
-
Расчет числа постов диагностики, Расчет постов ТР и ЕО - Проект АТП на 70 автомобилей УАЗ-31514
Число специализированных постов диагностирования Д-1 или Д-2рассчитывается так же, как и число постов ТО-2. При этом число рабочих на посту принимается...
-
"Технический проект поста, участка или зоны" должен включать: назначение; расчет поста, участка или зоны; подбор технологического оборудования,...
АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД - Електронний цифровий мілівольтметр постійного струму з світлодіодним дисплеєм