Общие достоинства:

1. Высокая точность измерения

2. Удобство цифрового отсчёта

3. Возможность согласования с вычислительными устройствами

Недостатки:

1. Сложность устройства (по теперешним технологиям, это уже не такой серьёзный недостаток, сложности по сути уже нет, все функции выполняет одна микросхема, сама по себе конечно сложная)

2. Необходимость применения источника питания

Цифровой вольтметр постоянного тока с преобразованием измеряемого напряжения Ux в интервал времени Tx.

Структурная схема вольтметра:

Названия блоков:

ГОЧ - генератор образцовой частоты

К - электронный ключ

Сч - счётчик импульсов

ЦИ - цифровой индикатор

СУ1, СУ2 - сравнивающие устройства

УУ - устройство управления

ГЛИН - Генератор линейно изменяющегося напряжения.

 

Сигнал запуска - короткий импульс, который подаётся с кнопки или с мультивибратора.

Принцип действия

t1 Устройство управления обнуляет счётчик и запускает ГЛИН, напряжение на выходе которого начинает изменяться от некоторого положительного уровня по линейному закону.

t2 Uл=0 Срабатывает сравнивающее устройство 2, на счётчик начинают поступать импульсы с образцовой частотой f₀ и счётчик эти импульсы считает. Линейное напряжение продолжает изменяться.

t3 Uл=Ux В момент времени t3 УУ закрывает ключ К. Процесс преобразования закончен.

 

Nx=f₀Tx;

Tx=Ux/ _u; _u=

Nx=f0/ _u Ux; Nx=cUx

Когда ключ блокируется - ГЛИН и все прочие выключатся

 

Достоинством этой схемы является простота устройства и погрешность =+-(0,05-0,1)% невысокая.

Инструментальная погрешность возникает из-за:

1. Нестабильности образцовой частоты

2. Нелинейности опорного напряжения

3. За счёт наличия порога срабатывания сравнивающих устройств.

Цифровой электронно- счетный частотометр

На структурной схеме такие блоки:

УФ - усилитель-формирователь. Предназначен для выработки одного импульса на каждый период напряжения измеряемой частоты.

К - ключ

Сч - счётчик

ЦИ - цифровой индикатор

УУ - устройство управления

КГ - кварцевый генератор. Характеризуется высокой стабильностью частоты.

ДЧ - делитель частоты.

ГОИВ - генератор образцовых интервалов времени, образован КГ и ДЧ. Образует импульсы с постоянной длительностью Т0.

 

Принцип действия:

По сигналу Запуск устройство управления открывает ключ К на время Т0 и за это время Т0 через ключ К проходит Nx импульсов, которые счётчик подсчитывает.

На передней панели прибора находится переключатель, который изменяет длительность T0 (например 1с, 0.1с, 0.01с, 0.001с)

Интегрирующие цифровые вольтметры

В них так же используется время-импульсного кодирования (квантования по времени)

(существуют два способа квантования: по времени и по уровню)

 

Схема вольтметра с двойным интегрированием

Обозначение блоков на схеме

ИУ - интегрирующий усилитель, представляет из себя:

УПТ - усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления

с интегрирующей RC-цепью в цепи обратной связи.

ГОИВ - генератор образцовых интервалов времени

ГТИ - генератор тактовых импульсов с частотой f₀, выдаёт постоянные по амплитуде и постоянные по частоте импульсы

У остальных блоков обозначения те же.