- •Содержание
- •Глава I общие вопросы цифровой измерительной техники 14
- •Глава II осциллографы и осциллографирование сигналов 54
- •Введение
- •Тема 1 Цели и задачи курса.
- •Глава I общие вопросы цифровой измерительной техники
- •1.1. Общий отличительный признак цифровых измерительных устройств (циу)
- •1.2. Структурная схема цип
- •1.3. Коды применяемые в цип
- •1.4. Структурная схема цифрового отсчетного устройства
- •Цифровые индикаторы
- •1.5. Погрешности цип и методы их уменьшения на примере измерения интервалов времени
- •1.6. Основные технические характеристики цип и ацп
- •Глава II осциллографы и осциллографирование сигналов
- •2.1. Назначение. Область применения
- •2.2. Классификация осциллографов
- •2.3. Осциллографирование быстродействующих процессов
- •2.4. Цифровые осциллографы
Глава I общие вопросы цифровой измерительной техники
1.1. Общий отличительный признак цифровых измерительных устройств (циу)
Цифровыми называются такие измерительные устройства, в которых измеряемая величина автоматически в результате квантования и цифрового кодирования представляется кодовым сигналом, выражающим значение измеряемой величины. ЦИУ разделяются на цифровые измерительные приборы (ЦИП) и аналого-цифровые преобразователи (АЦП).
ЦИП – автономные устройства с регистрацией измеряемой величины.
АЦП не имеют отчетных или регистрирующих устройств, являются частью ЦИП и ли сложных информационно-измерительных систем (ИИС); результат измерения выдается в виде кодового сигнала.
Основные термины и определения в области цифровой измерительной техники гостированы.
В метрологии разработаны методы устранения систематических погрешностей поверкой, а случайных усреднением результатов измерений.
В ряде цифровых автоматических приборов предусматривается автоматическая периодическая поверка и калибровка прибора по образцовой величине для исключения статистических погрешностей.
ЦИП кроме цифровых отсчетных устройств имеют выход в виде кода, приспособленный к входным параметрам ЦВМ и регистрирующих устройств.
Первые автоматические ЦИП были предложены и разработаны в середине 30-х годов. Первые серийные ЦИП в Украине были разработаны и изготовлены в 1954 – 1956 г.г. во Львовском политехническом институте под руководством М.П. Цапенко, К.Б. Карандеева, А.Я Шрамкова.
Классы точности выпускаемых ЦИП: вольтметры, частотомеры – от 3 до 9 десятичных знаков, щитовые приборы – обычно 5 ‑ 6 десятичных знаков.
Результат любого измерения – это код числа, выражающего значение измеряемой величины в принятых единицах.
При любом измерении осуществляется преобразование непрерывной величины (Н) в код (К) .
Пример с аналоговым магнитоэлектрическим вольтметром:
Проследим код преобразования
Этапы:
Измеряемое напряжение преобразовано в(угловое положение стрелки).
Округление. Это преобразование непрерывной величины в дискретную (D) . ПолучениеD из Н не означает, что получен код числа.
Преобразование .
Т.о. преобразование можно записать в виде .
Общее у Н и D то, что они являются носителями информации. В кодированном сигнале носителем информации является не значение физической величины, а временное или пространственное расположение сигналов кода.
В магнитоэлектрическом вольтметре преобразование и округление осуществляет человек. В цифровом вольтметре преобразование происходит без участия оператора.
Автоматизм преобразования – единственный общий отличительный признак ЦИУ. Цифровой отсчет не является обязательным только для ЦИП. К примеру, ряд приборов (мосты с декадными магазинами сопротивлений, с уравновешиванием вручную, компенсаторы и др.) имеют цифровое отсчетное устройство (ЦОУ), но не относятся к ЦИП. Не ЦИП относятся к группе аналоговых приборов.
Измеряемая величина непрерывна (Н), т.е. имеет бесконечное множество сколь угодно мало отличающихся друг от друга значений в пределах определенного диапазона и ограниченное число дискретных значений (D), каждому из которых соответствует код (К).