Laba_4
.docФедеральное Агентство по Образованию РФ
Томский Университет Систем Управления и Радиоэлектроники
(ТУСУР)
Кафедра ИИТ
Лабораторная работа №4
По дисциплине: « Метрология »
Тема: « Исследование цифрового вольтметра с время-импульсным преобразователем »
Проверил:
Романова М.А.
Выполнили:
студенты гр. 841
Гельмер И.О.
Кравченко А.А.
Шаталова Ю.И.
2013
Введение
Цель работы: «Изучить принципы работы цифрового вольтметра с времяимпульсным преобразователем, получить навыки измерения напряжения цифровым вольтметром, ознакомиться с кодами, применяемыми в цифровых приборах».
-
Описание экспериментальной установки
Цифровой вольтметр состоит из АЦП, Блока Управления, Отсчетного устройства, и входного устройства.
-
Результаты работы и их анализ
2
Для ключа К2:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
Для ключа К3:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
Для ключа К4:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
Для ключа К5:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
Для ключа К6:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
Для ключа К7:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
Для ключа К8:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
Для ключа К9:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
Для ключа К10:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
Для ключа К11:
При прямом входном напряжении:
При обратном входном напряжении:
2.2. Проведем измерения значений напряжений и составление их в
двоично – десятичном и десятичном кодах
U1 = 7.31 B
0111 0011 0001
7 = 0*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 0+4+2+1 = 7
3 = 0*23 + 0*22 + 1*21 + 1*20 = 0+0+2+1 = 3
1 = 0*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20 = 0+0+0+1 = 1
U2 = 6.48 B
0110 0100 1000
6 =0*23 + 1*22 + 1*21 + 0*20 = 0+4+2+0 = 6
4= 0*23 + 1*22 + 0*21 + 0*20 = 0+4+0+0 = 4
8= 1*23 + 0*22 + 0*21 + 0*20 = 8+0+0+0 = 8
U3 = 7.64 B
0111 0110 0100
7 = 0*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 0+4+2+1 = 7
6 = 0*23 + 1*22 + 1*21 + 0*20 = 0+4+2+0 = 6
4 = 0*23 + 1*22 + 0*21 + 0*20 = 0+4+0+0 = 4
2.3. Погрешность цифрового вольтметра, обусловленную ГОЧ
Относительное изменение частоты:
T1 = 52 мкс
Т2 = 55 мкс
∆U=U2-U1
1. U = 6.37 – 6.88 = - 0.51
2. U = 6.46 – 6.84 = - 0.38
1. Uf = (-0.51 / 6.88)*100% = - 7. 4 %
2. Uf = (-0.38 / 6.84)*100% = - 5.5 %
№ |
U1 |
U2 |
U=U2-U1 |
Uf % |
1 |
6.88 |
6.37 |
-0.51 |
- 7.4 |
2 |
6.84 |
6.46 |
-0.38 |
- 5.5 |
Полученные значения погрешностей в основном совпадают или меньше
погрешности с изменением частоты.
2.4. Погрешность макета цифрового вольтметра обусловленная изменением угла наклона напряжения генератора линейно изменяющегося напряжения.(ГЛИН)
K = A*KU / (t2 - t1)*Kt
K1 = 42*1/46*10 = 0,091
K2 = 42*1/40*10 = 0,105
-
U1 = 6,87 B
U2 = 5,88 B
-
U1 = 5,96 B
U2 = 5,92 B
№ |
U1 |
U2 |
U=U2-U1 |
Uk % |
1 |
6,87 |
5.88 |
-0,99 |
-14,4 |
2 |
5,96 |
5,92 |
-0,04 |
-0,67 |
Вывод:
В результате проделанной работы мы ознакомились с принципом действия цифрового вольтметра с время - импульсным преобразователем.
С помощью осциллографа сняли временные диаграммы напряжений в контрольных точках К1 – K11.
Измерили значения напряжения постоянного тока и сопоставили результаты измерений в двоично-десятичном и десятичном кодах.
Определили погрешность цифрового вольтметра, обусловленная изменением частоты генератора образцовой частоты (ГОЧ).
Определили погрешность макета цифрового вольтметра, обусловленная изменением угла наклона напряжения генератора линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН).
3.Контрольные вопросы.
-
В основе работы лежит времяимпульсный метод преобразования постоянного напряжения в пропорциональный интервал времени с последующим измерением длительности интервала цифровым способом.
-
Стабильность, точность.
-
Двоично-десятичный код.
-
543
5 = 0*23+1*22+0*21+0*20 = 0+4+0+1 = 5
4 = 0*23 + 1*22 + 0*21 + 0*2 = 0 + 4 + 0 + 0 = 4
3 = 0*23 + 0*22 + 1*21 + 1*2 = 0 + 0 + 2 + 1 = 3
613
6= 0*23+1*22+1*21+0*20 = 0+4+2+0 = 6
1 = 0*23+0*22+0*21+1*20 = 0+0+0+1 = 1
2= 0*23+0*22+1*21+0*20 = 0+0+2+0 = 2
-
Погрешность дискретности, сравнивающего устройства, ГОЧ, ГЛИН.
-
Заключается в том, что дискретные величины могут иметь строго определенные значения, а реальные ФВ меняются плавно и могут попасть между двумя ближайшими значениями дискретов. В результате реальной ФВ ставится в соответствии один из этих двух дискретов, то есть реальное значение может отличаться от измеренного на шаг дискретизации.
-
Погрешность дискретизации равна единице младшего разряда.
-
Типом кодирования, количеством разряда двоичного числа, и частотой тактирующих импульсов.
-
Достаточно высокая точность измерения.
-
Нелинейность нарастания напряжения на ГЛИН.
-
Прямые измерения.