Список сокращений

ЦИП – цифровой измерительный прибор;

АИП – аналоговый измерительный прибор;

ЦИУ – цифровое измерительное устройство;

АЦП – аналого-цифровой преобразователь;

КП – курсовой проект;

ЦВ – цифровой вольтметр;

МП – масштабирующий преобразователь;

АП – аналоговый преобразователь;

КВ – квантователь;

ПК – преобразователь кода;

ОУ – отсчетное устройство;

ОС – обратная связь;

УУ – устройство управления;

ГОИ – генератор опорных импульсов;

СУ – сравнивающее устройство;

ООС – отрицательная обратная связь.

Введение

В настоящее время большинство измерительных и управляющих систем, а также измерительно-вычислительных комплексов, используемых в управлении технологическими процессами и в научных исследованиях, оперируют информацией, представленной в виде кодов (чисел). Это обстоятельство предопределило быстрое развитие измерительных преобразователей различных физических величин, и прежде всего электрических в коды, что обеспечивает возможность непосредственной связи вычислительной или управляющей цифровой машины с объектами измерений или управления. Эти устройства получили название аналого-цифровых измерительных преобразователей (АЦП). Практически одновременно с АЦП появились цифровые измерительные приборы (ЦИП), отличающиеся от АЦП тем, что они имеют отсчетное устройство и отображают измерительную информацию в удобном для восприятия человеком виде (в форме десятичных чисел). Главной отличительной особенностью ЦИП является автоматическое квантование измеряемой величины по уровню, в процессе которого бесконечному множеству возможных значений измеряемой величины ставится в соответствие конечное и счетное множество возможных показаний или выходных кодов. К основным достоинствам цифровых измерительных приборов можно отнести

1) быстродействие — до сотен миллионов измерений в секунду;

2) высокая точность, превышающая при наличии автоматичес­кой обработки результатов измерений точность аналоговых измерительных приборов;

3) отсутствие субъективных составляющих погрешностей от­счета, наличием которых (при ограниченной длине шкалы) лими­тируется максимально достижимая точность аналоговых показы­вающих приборов;

4) наличие выхода в виде кодового сигнала, удобного для за­поминания, вычислений, передачи на расстояние без погрешностей;

5) возможность автоматической калибровки и автоматического введения поправки с целью уменьшения систематических погреш­ностей;

6) возможность автоматической обработки результатов изме­рения для уменьшения случайных погрешностей, автоматизации косвенных и совокупных измерений.

Высокая информационная способность цифровых измеритель­ных приборов, благодаря высокому быстродействию и малой по­грешности, значительно превышает способности оператора к вос­приятию информации. Поэтому ЦИП обычно имеют, кроме цифро­вых отсчетных устройств, выход в виде кода, приспособленный к входным параметрам ЭВМ, и регистрирующих устройств, в ка­честве которых обычно используются быстродействующие цифро-печатающие устройства.

ЦИП применяются:

1) для повышения производительности труда путем автоматиза­ции научных исследований;

2) для повышения производительности труда в промышлен­ности

3) при поверке и градуировке точных приборов;

4) при наладке и регулировке сложной электронной аппара­туры на конвейере (например, цифровые вольтметры, цифровые частотомеры и фазометры, хронометры, омметры и др.);

5) при подгонке и поверке образцовых мер (например, для мер сопротивления — цифровые омметры).

В настоящее время происходит процесс превращения цифровых приборов в измерительные системы. Например, цифровые частото­меры развиваются в систему для измерения величин частотно-временной группы, цифровые вольтметры — в систему для изме­рения величин электрической группы постоянного и переменного напряжения. ЦИП являются одним из наиболее совершенных средств измерений. Наибольшее распространение получили ЦИП для измерения электрических величин – напряжения, силы тока и сопротивления, а также ЦИП для измерения временных параметров сигналов – частоты, периода, длительности импульсов и интервалов времени. В последнее время широкое распространение получают ЦИП для измерения неэлектрических величин, например температуры, основанные на использовании ЦИП для измерения электрических величин в сочетании с первичным измерительным преобразователем. В курсовом проекте решается задача функционального проектирования цифрового вольтметра постоянного тока, в котором процесс квантования измеряемого напряжения осуществляется с помощью одного из наиболее эффективных методов –метода двухтактного интегрирования. Этот метод позволяет при соответствующем выборе функциональных параметров вольтметра существенно снизить влияние помех промышленной частоты на точность измерения напряжения.