Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра метрологии и стандартизации

 

 

 

РЕФЕРАТ

На тему:

«Интегрирующие цифровые вольтметры с усреднением мгновенных результатов измерений. Цифровые вольтметры переменного тока»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МИНСК, 2008

Существенное повышение точности и помехозащищенности ЦВ можно получить, осуществляя обработку результатов многократных наблюдений при измерениях с помощью ЦВ. Методы статистической обработки результатов измерений хорошо известны и реализуются самой схемой ИЦВ. Таким образом, показание такого ИЦВ является средним арифметическим за определенное (достаточно малое) время усреднения. При соответствующем алгоритме выборки мгновенных значений  для усреднения можно не только снизить среднеквадратическое отклонение результата измерения, но и ослабить (или даже полностью подавить) помехи. Этот алгоритм реализуется в трех вариантах:

·                    усреднение групп мгновенных значений, разделенных интервалом времени, кратным нечетному числу полупериодов Uп;

·                    усреднение мгновенных значений за время, равное или кратное периоду Uп;

·                    усреднение мгновенных значений, умноженных на весовые коэффициенты, зависящие от .

Помимо мгновенных значений можно усреднять также значения , проинтегрированные аналоговым способом, т.е. сочетать в одном приборе ИЦВ с аналоговым интегрированием и устройство усреднения.

Рассмотрим упрощенную структурную схему ИЦВ с усреднением мгновенных значений  (рисунок 1). Процесс усреднения можно рассматривать как цифровое интегрирование, поэтому такие ИЦВ называют еще ИЦВ с цифровым интегрированием.

Рисунок 1 – Структурная схема ИЦВ с усреднением мгновенных значений измеряемого напряжения

Как видно из рисунка 1, структурная схема ИЦВ с усреднением базируется на структурной схеме неинтегрирующего ЦВ с время-импульсным преобразованием. УУ не только обеспечивает синхронную работу всех узлов ЦВ, но и определяет время усреднения  путем подачи сигнала  на схему совпадения (СС), выполняющую функции селектора. На второй вход СС подаются импульсы длительностью , сформированные в аналоговой части ЦВ с помощью уже известных узлов и дополнительного формирующего устройства (ФУ). На третий вход СС поступают импульсы от ГСИ.

Временные диаграммы, характеризующие работу ИЦВ, приведены на рисунке 2.

Из рисунка 1 видно, что на выходе СС образуются пачки счетных импульсов . Они поступают на счетчик, где производится подсчет импульсов и усреднение за время . Очевидно,

,)

где  – число усредняемых измерений: .

Таким образом,

         

и мы вновь получаем прямоотсчетный ЦВ.

Рисунок 2 – Временные диаграммы, поясняющие работу ИЦВ с усреднением

В качестве примера ИЦВ с усреднением, реализующего время-импульсный метод преобразования, можно привести универсальный вольтметр В7-16, обеспечивающий измерение  (один из режимов работы) в диапазоне 100 мкВ – 1000 В с основной погрешностью  и подавлением помехи на 60 дБ.

б) Цифровые вольтметры, реализующие кодо-импульсный метод преобразования.

В этих вольтметрах измеряемое напряжение  преобразуется в цифровой код путем последовательного сравнения его с рядом дискретных значений известной величины, изменяющихся по определенному закону. ............