Интегрирующие ЦВ с аналоговым интегрированием - Электронные цифровые приборы. Реализация аналогового интегрирования в интегрирующих цифровых вольтметрах

В интегрирующих цифровых вольтметрах (ИЦВ) с аналоговым интегрированием на каждом цикле измерения определяется значение измеряемого напряжения за определенный фиксированный интервал времени (т. н. интервал интегрирования). Благодаря этому в значительной степени ослабляется влияние на результат измерения различных помех и дестабилизирующих факторов. В ИЦВ с время-импульсным преобразованием можно реализовать следующие способы аналогового интегрирования: двухтактное интегрирование (его называют еще двойным, двукратным, двухшаговым и поочередным интегрированием); двухтактное интегрирование с переменной крутизной; нониусное измерение временного интервала; применение широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

В промышленных типах ИЦВ наиболее часто применяется двухтактное интегрирование, поэтому мы его реализацию и рассмотрим в качестве примера ИЦВ с аналоговым интегрированием.

Упрощенную структурную схему такого ИЦВ можно представить в следующем виде (рисунок 5):

4

Рисунок 5 - Структурная схема ИЦВ с двухтактным интегрированием

Как видно из рисунка 5, тактовый импульс УУ ("Старт") сбрасывает на ноль предыдущее показание счетчика, через триггер Тг1 (триггер начала и конца счета) запускает ГСИ, а через триггер Тг2 замыкает ключ Кл1.

В результате этих коммутаций измеряемое напряжение поступает на вход интегратора (ИНТ) и начинается разряд его интегрирующего конденсатора от начального (опорного) уровня с постоянной времени разряда (момент времени ). Процесс разряда продолжается до момента времени, который соответствует поступлению на счетчик - го импульса ГСИ. Этот импульс (импульс переполнения) возвращает счетчик в исходное состояние, а через триггеры Тг2 и ТгЗ размыкает ключ Кл1 и замыкает ключ Кл2. Работа ИНТ в промежуток времени (), который является первым тактом интегрирования, может быть описана уравнением

Число зафиксированных счетчиком импульсов равно

В момент времени ко входу интегратора подключается источник постоянного образцового напряжения, которое имеет полярность обратную полярности. Начинается заряд интегрирующего конденсатора ИНТ от с постоянной заряда опять же. Это второй такт интегрирования. Процесс продолжается до момента времени, когда и может быть описан уравнением:

В момент времени срабатывает компаратор К и образуется стоп-импульс, который через Тг1 останавливает ГСИ, а через ТгЗ размыкает ключ Кл2. Счетчик фиксирует число импульсов N, равное

,

Где - период следования импульсов ГСИ.

В результате можем получить, что

,

Т. е. при постоянных и и мы опять получаем прямоотсчетный ЦВ.

При этом результат измерения, как видно из последнего выражения не зависит от стабильности параметров интегратора, а при (), равном целому числу периодов помехи, которой чаще всего является напряжение сети или его гармоники, он будет свободен от погрешности за счет, так как в этом случае.

Этим и обеспечивается, наряду с высокой точностью, высокая помехозащищенность ИЦВ.

Диапазон измеряемых напряжений от долей микровольт до сотен вольт, входное сопротивление десятки мегаом, подавление помехи до 60 дБ.

Похожие статьи




Интегрирующие ЦВ с аналоговым интегрированием - Электронные цифровые приборы. Реализация аналогового интегрирования в интегрирующих цифровых вольтметрах

Предыдущая | Следующая