Цифровые приборы

Для измерения механических, электрических или оптических характеристик вещества в лабораторных условиях часто используют универсальные цифровые приборы, поскольку у них отсутствуют недостатки характерные для обычных электроизмерительных приборов. Блок-схема универсального цифрового прибора показана на рис. 11.

Входной блок служит для ослабления слишком сильных сигналов в 1000, 100 или 10 раз, если это необходимо, т.е. для расширения пределов измерения. В этом блоке все измеряемые параметры (ток, напряжение, перемещение линейное или угловое, сила, температура и т.п.) при помощи соответствующих (иногда переносных) датчиков преобразуются в постоянное напряжение, пропорциональное измеряемому параметру. Это напряжение усиливается до значения, находящегося в интервале от 0 до 10 В, и поступает на один вход пороговой схемы сравнения (блок преобразования напряжение—время), а на второй вход схемы сравнения подается периодическое, линейно нарастающее (пилообразное) напряжение (например, со скоростью роста 1 B/с). На выходе схемы сравнения присутствует напряжение по времени от нуля и до того момента пор, пока мгновенное значение пилообразного напряжения не сравняется с измеряемым значением. Таким образом, получается преобразователь напряжение-время (длительность). Полученное импульсное напря­жение (периодические пакеты) подается на один вход второй схемы сравнения, а на второй ее вход подается импульсный сигнал с частотой 100000 Гц или 1000000 Гц от кварцевого генератора, обеспечивающего высокую точность и стабильность частоты. На выходе второй схемы присутствует напряжение только тогда, когда оно есть одновременно на двух входах. Поэтому, на выходе второй схемы сравнения присутствуют импульсы напряжения стандартной частоты только в пределах каждого пакета, причем их количество пропорционально длительности пакета, а значит и измеряемому напряжению. Остается только периодически устанавливать счетное устройство на ноль перед началом каждого пакета, подсчитывать количество импульсов в пакетах и высвечивать полученное число на индикаторах. Такие задачи легко решаются при помощи интегральных микросхем. А все блоки вместе (входной блок, усилитель, блок напряжение частота, блок индикации и счета, блок генератора стандартной частоты и блок формирования управляющих импульсов) составляют универсальный цифровой прибор. Такие приборы могут иметь весьма высокую точность (образцовые), очень много пределов измерения и много измеряемые параметров, но сравнительно дороги и требуют питания от стационарной сети, т. е. являются лабораторными приборами.

Дата добавления: 2015-07-11