39. Преобразователи кодов.

Относятся к промежуточным измерительным преобразователям и выполняют функции преобразования дискретных значений полученных с АЦП и др. устройств в цифровые коды, необходимые для … цифровых показывающих устройств.

Преобразователи кодов по сути являются преобразователями дискретных величин в дискретные значения по длительности, амплитуде и частоте повторений, необходимые для ЦПУ.

40. Аналоговые отсчетные устройства.

Показывающие устройства в зависимости от типа изм. прибора используют цифровые или аналоговые отсчетные устройства.

Отсчетное устройство аналогового типа предназначено для считывания значений с механической части мех. преобразователя и значения входной изм. величины.

Оно состоит из указателя, жестко связанного подвижной частью изм. механизма и неподвижной шкалой(совокупность отметок вдоль линии и изображающих последовательность чисел в соответствии со значением изм. величины. Шкала наносится на циферблате прибора и является хранителем размера ед. ФВ).

41. Цифровые отсчетные устройства.

В ЦИП используются цифровые отсчетные устройства, в к-ых результат измерения представляется непосредственно в цифровом формате.

Независимо от типа содержат:

-регистр для заполнения результатов измерения

-преобразователь кодов. Для получения кода, …для управления цифровым индикатором.

-цифровые индикаторы, на к-ых получаем изображение. Цифровых индикаторов достаточно большое количество. Их принцип действия основан на различных явлениях.

42. Структурная схема измерительного прибора прямого преобразования. Погрешности измерений. Достоинства и недостатки. Назначение.

Отличительная особенность ИППП – все преобразования входного (измеряемого) сигнала производится только в прямом направлении, т.е. предыдущие величины преобразуются в последующие.

K₁,…,K_n – коэффициенты преобразования i-го звена.

Входной сигнал последовательно преобразуется в U₁, U₂, …,U_n ->U_вых. На работу измерительного прибора будут оказывать нелинейность преобразования каждого звена K₁,…,K_n, а так же помехи U₀₁, U₀₂, …,U_0n. Полная погрешность состоит из систематической погрешности и погрешности от помехи. . -систематическая погрешность, обусловленная количеством звеньев преобразования, нелинейностью каждого звена и амплитудой измеряемого сигнала. Погрешность результата измерения определяется как:

Т.о. основная погрешность – систематическая – зависит от уровня входного сигнала, от количества звеньев преобразования и их нестабильности. Видно, что с увеличением числа звеньев эта погрешность возрастает пропорционально их количеству. При изменении входного сигнала в широких пределах (1-100 раз) измерение сигнала с помощью такого прибора становится недостоверным, т.к. погрешность увеличивается пропорционально амплитуде входного сигнала. Относительная погрешность прибора прямого преобразования зависит от уровня входного сигнала, от количества звеньев и их линейности. Случайная погрешность измерительного прибора зависит от вероятности появления помех U₀₁, U₀₂, …,U_0n, от их амплитуды и не зависит от уровня входного сигнала.

Случайная погрешность вызванная помехами, как правило, может исключаться из общей погрешности путем многократных измерений и исключения из этих измерений тех измерений, результаты которых в сильной степени отличаются от остальных, а результат измерений определяется как среднее арифметическое из оставшихся. Т.о. использовать измерительный прибор с ПП возможно, когда количество звеньев преобразования 3-5, а диапазон входных сигналов отличается незначительно (в 2-3 раза) и с целью исключения случайной погрешности от помех выполняются многократные измерения. Для измерения входных сигналов, амплитуда которых отличается в 10-100 раз, такие приборы могут использоваться только как индикаторы.

43. Структурная схема измерительного прибора с уравновешивающим преобразованием. Принцип действия. Погрешности преобразования сигнала. Достоинства и недостатки. Назначение.

Измерение с уравновешивающим преобразованием используют с целью исключения погрешности от уровня измеряемого сигнала.

Такие измерительные приборы имеют два канала – прямого и обратного преобразования. Особенностью приборов с уравновешивающим преобразованием сигнала является то, что входной измеряемый сигнал преобразуется в выходной, а с помощью канала обратного преобразования выходной сигнал преобразуется в однородный входному и на первое звено КПП поступает разностный сигнал в виде независимо от уровня измеряемого сигнала. В сумматоре учитывается изменение входного сигнала. Погрешность результата измерения не изменяется при другой амплитуде входного сигнала. - уравнение цепи прямого преобразования. К-коэффициент преобразования прямого канала. - уравнение цепи обратного преобразования. , т.о. в схеме отсутствует погрешность от уровня входного сигнала и определяется только линейностью звеньев канала прямого и обратного преобразования, а так же помехами. , -нестабильности каналов прямого и обратного преобразования. Погрешность от помех можно представить выражением:

. На каждое звено каналов прямого и обратного преобразования воздействует помеха в виде дополнительного источника напряжения. Канал обратного преобразования менее линейный . Погрешности от помех каналов прямого и обратного преобразования практически одинаковы и зависят от амплитуды помех и коэффициентов преобразования каналов , защитой от помех является устройство низкой частоты по питаемому напряжению каналов. Полного исключения погрешности от помех можно достичь путем исключения резко отличающихся измерений от остальных, а результат измерений определяется как среднее арифметическое от суммы измерений, причем из формулы видно, что канал обратного преобразования можно выполнять на звеньях, имеющих меньшую нелинейность, чем канал прямого преобразования. Т.о. схема ИПУП имеет меньшую погрешность, чем ИППП. Достоинства ИПУП:

• погрешность измерения не зависит от уровня входного сигнала, такие приборы используются для измерения широкого диапазона сигналов, нестабильность коэффициентов преобразования звеньев может быть невысокой, т.к. погрешность мало зависит от коэффициентов преобразования и уменьшается в (1+βК) раз при βК >>1.

• имеют меньшую погрешность по сравнению с другими

• имеется возможность ручной или автоматической установки нуля

Недостатки:

• сложная схема построения, высокая трудоемкость в производстве.

• необходимость высокой стабильности коэффициентов обратного КП

По схеме ИПУП строятся измерительные приборы – автоматические мосты, ваттметры СВЧ, электронные вольтметры.