Общие сведения по устройству и принципу действия цифровых измерительных приборов(ЦИП).

Цифровыми называютсяизмерительныеприборы, автоматическивырабатывающиедискретныесигналыизмерительнойинформации, показаниякоторых представляются в цифровой форме.

ВАП – входнойаналоговыйпреобразователь (служитдляизменения

масштабаизмеряемойвходнойаналоговойвеличины x илиеепреобразованиявдругуюаналоговуювеличину y = f(x), болееудобнуюдлядальнейшегопреобразования).

АЦП – аналого-цифровойпреобразователь (служитдляпреобразования

аналоговогоизмерительногосигнала y = f(x) в цифровойкод N).

ЦОУ – цифровоеотсчетноеустройство (преобразуетцифровойкод N в

цифровойотсчет в десятичнойсистеме счисления, удобный для считыванияоператором).

Принцип работы цифровых измерительных приборов основан на дис-

кретном представлении непрерывных (аналоговых) величин. Непрерывная величина x(t) — величина, которая может иметь в заданном диапазоне Д бесконечно большое число значений в интервале времени Т при бесконечно большомчисле моментов времени (рис. 2, а).

Величина может быть непрерывной либо по значению, либо по времени. Величину, непрерывную по значению и прерывную по времени, называютдискретизированной (рис. 2, б). Значения дискретизированной величины отличны от нуля только в определенные моменты времени. Величину, непрерывную по времени и прерывную по значению, называют квантованной(рис. 2, в). Квантованная величина в диапазоне Д может принимать только конечное число значений. Непрерывная величина может быть дискретизирован-ной и квантованной одновременно (рис. 2, г).

Методы кодирования в ЦИП.

Кодирование (преобразование аналоговой величины в цифровой код)

является измерительной процедурой и осуществляется путем выполнения рядаопераций сравнения измеряемой величины с набором дискретных эталонныхвеличин, имеющих одинаковую природу с преобразуемой. В зависимости отхарактера данной процедуры во времени различают следующие методы кодирования: метод последовательного счета, метод поразрядного уравновешивания (кодоимпульсный, сравнения и вычитания, последовательного приближения) и метод одновременного считывания.

Метод последовательного счета. При этом методе происходит последовательное во времени сравнение измеряемой величины х с известной квантованной величиной х к, изменяющейся (возрастающей или убывающей) во времени скачками, причем каждый скачок соответствует шагу (ступени) квантования по уровню.

Метод поразрядного уравновешивания (сравнения и вычитания, последовательного приближения). При этом методе (рис. 3, б) происходит последовательное во времени сравнение измеряемой величины х с известной квантованной величиной х к, изменяющейся во времени неравномерными скачками поопределенному правилу (исключая единичную систему счисления)

Метод одновременного считывания. При этом методе происходит одновременное сравнение измеряемой величины х с известными величинами x к 1, х к 2,..., x к i, значения которых равны уровням квантования. Известнаявеличина, равная измеряемой x к i = x (t и ), дает номер отождествляемого уровняквантования, в соответствии с которым образуется код.