1.9. Проаналізувати структурні схеми датчиків послідовного перетворення. (Не факт, було б добре перевірити!)

Класифікація аналого-ц ифрових пе­ретворень. Характеристики цифрових вимірюваль­них пристроїв (ЦВП) залежать від покладеного в основу їх побудови методу аналого-цифрового перетворення, яке охоплює операції попереднього аналогового перетворення, дискретизацію та квантування сигналу і цифрове коду­вання вимірювальної інформації. Ці перетворення класи­фікують за схемою, яка подана на рис. 85.

Рис. 90. До пояснення

аналого-цифрового перетворення

послідовного зважування при

Х=5,31 в коді 2—4—2—

Зважувальне перетворення. Характер­ною ознакою зважувального перетворення є те, що вимі­рювальна інформація кодується під час квантування ін­формативного параметра X, порівнюючи його з лінійними комбінаціями рівнів відомого сигналу х_к, причому опера­ція порівняння нагадує процес зважування. Згідно з кла­сифікаційною схемою розрізняють аналого-цифрові пере­творення послідовного і паралельного зважувань.

Перетворення послідовного зважування полягає в тому, що квантування значення інформативного параметра x і ко­дування вимірювальної інформації у цифровому коді від­бувається в процесі послідовного в часі порівняння x з ком­бінаціями рівнів х_к.

П ри перетворенні послідовного зважування значення інформативного параметра

де kji — коефіцієнт, який набуває значення 0 або 1; аj— тетрадний ваговий коефіцієнт.

На рис. 90 подано часову діаграму перетворення послі­довного зважування при числовому значенні

д ля тетрадно-десяткового коду

Перетворення паралельного зважування полягає в тому, що квантування інформативного параметра X і кодування вимірювальної інформації у цифровому коді відбувається в процесі одночасного порівняння з рівнями х_к квантованої відомої величини (рис. 91, де Uο—опорна напруга, якою задають значення U_к; ПС — порогові схеми з порогами спрацювання, що відрізняються між собою на крок кван­тування q = U0h^m, де h і т —відповідно основа і значність коду).

Рис. 91. Структурна схема аналого-цифрового перетворення паралельного зважування.

Звичайно перетворення паралельного зважування вико­ристовують у аналого-цифрових перетворювачах паралель­но-послідовного зважування, причому в кожному розряді (декаді) зважування паралельне, а від декади до декади — послідовне.

Ц й φ ρ о-а н а л о г о в і перетворювачі (ЦАП). Перетворення числового значення величини (на­пруги, опору), поданого в цифровому коді, у аналогову величину може здійснюватися з допомогою автоматичних цифро-аналогових перетворювачів і функціональних вузлів цифрових вимірювальних пристроїв. Зокрема, ЦАП не­обхідні для утворення компенсуючої напруги при зрівноважувальному аналого-цифровому перетворенні послідовного зважування. Цифро-аналогові перетворення здійснюються з допомогою дискретних подільників напруги і струму, побудованих як на резисторах, так і на елементах реактив­ного опору по двійковій, десятковій або тетрадно-десятковій системах.

де g = gac + gbc- сумарна провідність всіх резисторів; kі— коефіцієнт, що дорівнює 1 або 0, залежно від того, під'єднаний резистор Rі до шини А чи ні.

На рис. 98 подано схему паралельного дискретного по­дільника на резисторах, значення опорів R1_t R2, .... R_n яких вибрані відповідно до прийнятого коду. Перемика­чами (контактними або електронними) ПІ, П2, ..., Пn ча­стина резисторів підмикається до шини А, а частина—до шини В, утворюючи відповідно провідності g_AC і g_BC, як показано на еквівалентній схемі. Завдяки цьому вхідна напруга Е = const ділиться залежно від значення g_AC, причому вихідна напруга

Рис. 98. Схеми паралельного дискретного подільника напруги: а — принцип іальна; б — еквівалентна.

Рис. 99. Схема тетрадно-десяткового послідовного подільника напруги-

Схема m-розрядного послідовного подільника напруги подана на рис. 99. Робочий струм у колі подільника зали­шається незмінним завдяки заміщуючим резисторам, які шунтуються контактами реле тоді, коли розшунтовуються відповідні їм основні резистори. Вихідна напруга поділь­ника

де R =R_рег + ΣRi — сумарний опір кола подільника (Rрег— регулюючий опір); k_t—коефіцієнт, що дорівнює 1 або 0, залежно від того, розшунтований чи зашунтований основний резистор Ri.