Изучение принципа действия и определение погрешности цифровых вольтметров

Структурная схема время – импульсного вольтметра и временную диаграмму аналого-цифрового преобразователя (АЦП).
Измерение производится под воздействием некоторого запускающего напряжения, подаваемого на вход УУ. Запуск может быть ручным или автоматическим. Ux через малые интервалы времени поступает в ВУ. УУ воздействует своим импульсом на СИ, сбрасывая предыдущий результат измерения. СИ готов к приему новой информации. Вторым импульсом УУ воздействует на ГЛИН, включая его. От ГЛН напряжение поступает на входы СУ. В некоторый момент, соответствующий началу измеряемого напряжения СУ выдает импульс, под действием которого срабатывает электронный ключ . ВС начинает пропускать импульсы в СИ от непрерывно действующего генератора импульсов ГИОЧ. СИ считает до тех пор, пока измеряемое напряжение не сравняется по величине и знаку с опорным.
Измеряемое напряжение пропорционально количеству счетных импульсов и определяется выражением
,
где К- скорость изменения напряжения ГЛИН, В/с
n – число отсчетов за время Δt,c
- частота ГСчИ, Гц.
Число импульсов , поступающих на вход пересчетного устройства:
Время измерений:
с.
Коэффициент пересчета:
Погрешность:
%.
Основная погрешность ЦИП складывается обычно из следующих составляющих:
погрешность дискретности Δд;
погрешность реализации дискретных уровней Δp, возникающая от несоответствия принятых значений уровней квантования и их реальных значений, так как измеряемая величина квантуется в соответствии с реальными значениями уровней, а отсчет производится в соответствии с принятыми значениями;
в ЦИП, в которых измеряемая величина сравнивается с другой известной величиной, изменяющейся по определенному закону, возникает погрешность от наличия порога чувствительности (порога срабатывания) или от нестабильности порога чувствительности сравнивающего устройства Δч, если в последнем случае приняты меры, исключающие влияние порога чувствительности.
Достоинства ЦИП:
объективность и удобство отсчета и регистрации результатов измерения;
Может быть получена высокая точность измерения при полной автоматизации процесса измерения;
Может быть получено высокое быстродействие
Возможность сочетания ЦИП с вычислительными и различными автоматизированными устройствами;
Возможность дистанционной передачи результатов измерения в виде кода без потерь точности.
Недостатки ЦИП – сравнительная сложность, сравнительно малая надежность и высокая стоимость.