измерители отношений цифровые это

ОКП: 422140 — Измерители отношений цифровые,

Уточняющие коды

Запись в классификаторе с кодом 422140 содержит 9 уточняющих (дочерних) кодов.

Схема

Схема иерархии в классификаторе ОКП для кода 422140:

Комментарии

По коду 422140 классификатора ОКП пока нет комментариев пользователей.

Оставьте комментарий, если 1) у вас есть дополнительная информация по коду классификатора, 2) заметили ошибки и неточности, 3) хотите задать вопрос, ответ на который могут дать другие пользователи сайта.

Все поля формы обязательны для заполнения. При отправке комментария Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Источник

Измерители отношений сигналов

Измерение отношений является хорошим способом улучшения точности датчика, поэтому он широко применяется при построении интерфейсных схем. Однако сле­дует отметить, что этот метод работает, только когда источники погрешностей име­ют мультипликативную, а не аддитивную природу. Это означает, что этот способ, например, не может помочь снизить тепловой шум, но он очень полезен для умень­шения влияния на чувствительность датчиков таких факторов, как нестабильность источников питания, окружающая температура, влажность, давление, старение и т.д. Метод измерения отношений требует использования в системе двух датчиков, один из которых является активным, т.е. измеряющим внешнее воздействие, другой — компенсационным, который либо экранируется от измеряемых сигналов, либо не реагирует на них. Остальные внешние факторы воздействуют на оба датчика одина­ково, поэтому их рабочие характеристики также меняются одинаково. На вход вто­рого датчика, часто называемого эталонным, подается известный сигнал, обладаю­щий долговременной стабильностью и постоянством. Эталонный и активный дат­чики не обязательно должны иметь одинаковую природу, но требуется, чтобы они одинаково реагировали на дестабилизирующие факторы. На рис. 5.34Апоказан про­стой температурный детектор, в котором роль активного датчика выполняет терми-стор R_Т с отрицательным температурным коэффициентом. Значение эталонного ре­зистора R₀ равно сопротивлению термистора при некоторой заданной температуре (например, 25° С). Оба резистора подключаются к ОУ через аналоговый мультиплек­сор. Глубина ОС ОУ определяется резистором R. Сигналы на выходе ОУ при подсо­единении термистора и эталонного резистора определяются следующими соотно­шениями:

Из выражений видно, что оба напряжения зависят от напряжения питания Ек коэф­фициента усиления схемы. Источниками погрешностей здесь могут быть как резис­тор R, так и напряжение питания Е. Если оба напряжения подать на схему делителя, его выходной сигнал можно представить в виде: V₀ = k V_N IV_D — kR₀ /R_T, где

к — коэффициент усиления делителя. Отсюда видно, что на выходной сигнал дели­теля не оказывает влияния ни напряжение источника питания, ни коэффициент усиления ОУ. Он только зависит от отношения сопротивлений датчика и эталон­ного резистора. Правда, это утверждение справедливо только тогда, когда напряже­ние питания и коэффициент усиления ОУ остаются практически неизменными в период мультиплексирования. Отсюда и определяется предельное значение часто­ты мультиплексирования.

В состав измерителя отношений всегда входит делитель, который может быть цифровым, и аналоговым. В случае цифрового делителя выходные сигналы обоих датчиков мультиплексируются и конвертируются в двоичные коды при помощи АЦП, после чего передаются в компьютер или микропроцессор, где и выполняет­ся сама операция деления. Аналоговый делитель часто является составной час­тью интерфейсной схемы. Выходной сигнал аналогового делителя (напряжение или ток), показанного на рис. 5.35А, пропорционален отношению двух входных напряжений (V_D и V_N) или токов:

При равенстве входных напряжений, коэффициент к равен выходному напряже­нию. Рабочие диапазоны переменных (рабочие квадранты) определяются поляр­ностью и пределами изменений входных напряжений. Например, когда V_D и V_N оба являются либо положительными, либо отрицательными, рабочим квадран­том является первый. А в случае, когда V_N является биполярным, делитель отно­сится двухквадрантному типу. На напряжение V_D обычно наложено ограничение: оно должно быть униполярным. Поскольку при переходе от одной полярности к другой происходит пересечение нулевой точки, в которой выходной сигнал ста­новится бесконечным (если только числитель в этот момент также не равен нулю). На практике V_D является сигналом эталонного датчика, обычно имеющего посто­янное значение.

Деление всегда была самой сложной операцией для реализации в аналоговых схемах. Эта сложность исходит из самой природы деления: при приближении

6 Глава 5. Интерфейсные электронные схемы

знаменателя к нулю, числитель резко возрастает. Поэтому идеальный делитель дол­жен иметь фактически бесконечный коэффициент усиления и бесконечный дина­мический диапазон. На практике оба эти фактора ограничены величиной дрейфа и шума при низких значениях V_D; это значит, что коэффициент усиления делителя для числителя связан со значением знаменателя обратной зависимостью (рис. 5.35Б). Таким образом, на величину суммарной погрешности оказывают влияние несколько факторов, такие как зависимость коэффициента усиления от величины знаменателя, входные погрешности (смещение, дрейф и шумы, которые должны быть намного меньше минимальных значений входных сигналов) и т.д. В дополне­ние к этому, выходной сигнал усилителя должен оставаться постоянным при по­стоянном соотношении входных сигналов, вне зависимости от их значений; на­пример, 10/10=0.01/0.01 = 1 и 1/10=0.001/0.01=0.1

Рис.5.35. Схематичное обозначение делителя (А) и зависимость коэффициента усиления делителя от величины знаменателя (Б)

5.7. Мостовые схемы

Мостовая схема Уитстона является самой популярной схемой, используемой для измерения отношений. На рис. 5.36 показана принципиальная схема измеритель­ного моста. Импедансы ZMoryT быть как активными, так и реактивными, т.е. они могут быть и обычными сопротивлениями, как в случае пьезорезистивных дат­чиков, и конденсаторами, и индукторами. Для резис­торов импеданс всегда равен R, для идеального кон­денсатора Z=/2πƒC, а для индуктора Z =2πfL, где ƒ— частота тока, протекающего через элемент. Выход­ное напряжение моста определяется следующим со­отношением:

5 7 Мостовые схемы

где V_ref — опорное напряжение

При выполнении следующего условия мост считается сбалансированным

Выходное напряжение сбалансированного моста равно нулю При изменении импеданса в любом плече моста, он выходит из состояния равновесия, и в зависи­мости от того увеличился или уменьшился этот импеданс, на выходе моста появля­ется либо положительное, либо отрицательное напряжение Для определения чув­ствительности выходного напряжения к изменению импеданса каждото плеча мо­ста (калибровочные коэффициенты) надо наши соответствующие частные произ­водные выражения (5 41)

Суммируя эти уравнения, получим выражение для чувствительности моста

Глава 5. Интерфейсные электронные схемы

датчик. Пусть Z₁, — импеданс датчика, тогда чувствительность моста определя­ется выражением:

Резистивные мостовые схемы часто используются при работе со струнными датчи­ками, пьезорезистивными преобразователями давления, термисторными термо­метрами и другими датчиками, где необходимо компенсировать влияние факторов окружающей среды. Подобные устройства также нашли свое применение при ра­боте с емкостными и магнитными датчиками, измеряющими давление, перемеще­ние, влажность и т.д.

5.7. / Неуравновешенный мост

Схема Уитстона (рис. 5.37А) часто работает в режиме несбалансированного моста. При включении в одно из плечей такого моста датчика получим измерительную систему, основанную на принципе рассогласования. Этот принцип заключается в оп­ределении напряжения в диагонали моста. Выходное напряжение моста является

нелинейной функцией разбаланса моста А. Для малых значений разбаланса (Δ = R, a (1/R)(dR/dT)=γ. Коэффициент /называется температурным коэффициентом со­противлений в плечах моста (ТКС). В соответствии с уравнением (5.53) выражение (5.56) должно быть равным отрицательному ТКЧ:

Поскольку E не входит в это выражение, можно утверждать, что такой способ тем­пературной компенсации работает в широком диапазоне напряжений возбужде­ния (при использовании этой схемы необходимо помнить, что в ней не должно быть активных компонентов (диодов, транзисторов и т.д)). Для обеспечения

Глава 5. Интерфейсные электронные схемы

Рис. 5.40. Температурная компенсация мостовых схем: А — при помощи термистора с отрицательным температурным коэффициентом, Б — при помощи постоянного резистора, В — при помощи источника напряжения, управляемого температурой, Г — при помощи источника тока

Способ2.Компенсационный блок состоит из постоянного сопротивления. Этот способ является самым распространенным методом температурной компенсации резистивного моста Уитстона. Постоянный резистор R_t = R_c (рис. 5.40Б) должен обладать низкой температурной чувствительностью (менее 50х 10 6 ), тогда для него справедливо следующее утверждение:

Тогда:выражение (5.57) упрощается до вида

Из уравнения (5.57) можно получить выражение для компенсационного резистора R_C

Способ 3 Здесь блок температурной компенсации состоит из температурно-чувстви тельного источника напряжения, (например, это может быть диод или тран­зистор) (Рис 5 40В) В этой схеме для получения наилучшей компенсации ТКЧ ft, температурная чувствит ельность β_c источника напряжения V_c должна определяться следующим выражением

Поскольку βявляется параметром моста, подбирая Е и V_c, можно добиться опти­мальной температурной компенсации Но гак как в состав компенсационного уст­ройства входит источник напряжения, для выполнения условий компенсации здесь, в отличие от первых двух методов, необходимо учитывать и значение Е Очевидным достоинством этой схемы является простота, т к здесь используются диоды и тран­зисторы с хорошо изученными температурными характеристиками, которые мож­но найти в соответствующих справочниках Недостаток метода — необходимость работы при заданном напряжении Такая температурная компенсация использу­ется в диапазоне 25±25°С

Способ 4 (рис 5 40Г) В этой схеме в качестве схемы возбуждения использует­ся источник тока Для возможности применения данной схемы мост должен об­ладать следующих свойством его ТКС (J3) должен быть равен ТКЧ (а), но с проти­воположным знаком

Напряжение, приложенное к мосту, определяется выражением

Если источник тока является температурно зависимым, а для моста с четырьмя идентичными плечами справедливо, что R_B=R, тогда

При условии выполнения условия (5 63) осуществляется идеальная температурная компенсация, определяемая выражением (5 52) К сожалению, этот метод компен­сации имеет такие же недостатки как и второй способ — снижение выходного напря­жения и необходимость использования индивидуальных характеристик конкретных

датчиков в широком температурном диапазоне. Тем не менее этот способ хорошо работает в случаях, когда приемлема точность порядка 1-2% от полной шкалы из­мерений в температурном диапазоне более 50°С.

Из всего вышесказанного видно, что каждый метод температурной компен­сации имеет свои границы применения, и в каждом конкретном случае необхо­димо учитывать ряд факторов: температурный диапазон, допустимую температур­ную погрешность, окружающие условия, размеры, стоимость и т.д. К сожалению, универсального решения этой проблемы не существует, выбор способа температур­ной компенсации — это всегда компромисс между различными техническими ог­раничениями.

Мостовые усилители

Мостовые усилители резистивных датчиков являются одной из самых распрос­траненных интерфейсных схем. Они могут быть нескольких конфигураций. Вы­бор конфигурации зависит от требуемого способа заземления и от типа исполь­зуемого источника эталонного напряжения (заземленного или плавающего). На рис. 5.41А показан так называемый активный мост, в котором переменный резистор (датчик), включенный в цепь ОС ОУ, является плавающим (т.е. изоли­рованным от земли). Если резистивный датчик описать функцией первого по­рядка:

выражение для передаточной функции всей цепи будет иметь вид:

На рис. 5.41 Б показана схема с плавающим мостом и плавающим источником эта­лонного напряжения V. В этой схеме коэффициент усиления определяется резис­тором в цепи ОС, равным nR₀:

На рис. 5.41 В показана схема с несимметричными резисторами (R≠R₀). В этой схеме используется плавающий источник эталонного напряжения V. Передаточная фун­кция здесь определяется выражением:

При использовании заземленного резистивного датчика часто применяется схе­ма, показанная на рис. 5.41Г. Выражение для передаточной функции имеет вид:

226 Глава 5. Интерфейсные электронные схемы

При точной балансировке моста выходное напряжение V_out равно половине напря­жения возбуждения моста + V. Для более эффективной работы ОУ значение п не должно превышать 50.

Рис. 5.41. Подключение ОУ к резистивному мосту.

Передача данных

Сигнал от датчика может передаваться в устройство обработки данных либо в цифровом, либо в аналоговом виде. На практике чаще используется цифровая передача данных. Для выполнения этого желательно датчик совмещать с АЦП. Передача данных в цифровом коде имеет ряд достоинств, самым главным из них является высокая помехозащищенность. Однако в этой книге методы передачи цифровой информации рассматриваться не будут. Здесь будут описаны способы передачи аналоговых сигналов, используемые тогда, когда цифровые методы при­меняться не могут. В зависимости от типа соединений они могут быть разделены на двух-, четырех- и шестипроводные способы передачи.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Измеритель отношения сигналов ( например, логометрического типа) проградуирован в единицах температуры. [4]

Измерители отношения напряже-нш ; постоянного тока цифровые. В этом случае одно из сравниваемых напряжений ( Ui) подается на основной вход вольтметра, а второе ( Ui) включается вместо опорного напряжения. Для расширения динамического диапазона и согласования по импедансу напряжение L / г подается на делитель и буферный усилитель. [5]

Измеритель отношений напряжений в измерительном и опорном каналах реализуется по схеме, состоящей из усилителей с АРУ, включенных в оба канала. Сигнал на детектор АРУ поступает с усилителя в опорном канале, а сигнал с АРУ поступает на оба усилителя. Таким образом, для индикации отношения сигналов достаточно измерять сигнал в исследуемом канале. [6]

Выход измерителя отношения поступает а вертикально-отклоняющие пластины осциллоскопа и показывает его величину в зависимости от напряжения магнитного поля. [8]

В измерителе отношений имеются отдельные усилители падающего и отраженного напряжений. [10]

Логометры ( измерители отношений ) не имеют пружин. Противодействующий момент создается в них электрическим путем, поэтому даже в простейшем случае логометр имеет не одну, а две обмотки. При отсутствии тока стрелка совершенно исправного логометра можэт занимать любое положение, так как у логометра нет пружины, устанавливающей стрелку на нуль. [11]

Напряжение с измерителя отношений подается на ее вертикально отклоняющие пластины. На горизонтально отклоняющие пластины подается напряжение развертки, которое одновременно воздействует на частоту СВЧ генератора. Благодаря синхронному изменению частоты генератора и отклонению луча по горизонтали на экране получается осциллограмма в координатах КСВН и частота. [13]

Источник

Цифровой измеритель отношения временных интервалов

(7l ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Известен цифровой измеритель отношения временных интервалов, использующий метод деления двух числоимпульсных кодов, содержащий измеритель временных интервалов, счетчик первого интервала, управляемый делитель частоты, счетчик результирующих импульсов (1).

Управляемый делитель частоты выпол нен на базе вычитающего счетчика с клапанами перезаписи кодов.

Определение отношения временных интервалов в этОм yc rpoOcrae осуществляет», ся в процессе измерения второго временного интервала (1).

Недостатком устройства является сравнительно невысокое быстродействие, обусловленное необходимостью многократного повторного выполнею :к операции деления в течение последующих вторых временных интервалов.

Наиболее близким по технической cymности к предлагаемому является цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий измеритель временных интервалов, один из измерительных выходов которого подключен к счетному входу счетчика первого интервала, кодовый выход которого связан с управляющим вхо 10 дом управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик, счетчик результиру. ющих импульсов. Управляемый, делитель в известном устройстве выполнен на базе счетчика со схемой сравнения. Определение отношения временных интервалов в устройстве осуществляется после окончания измерения временных интервалов 2)..

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокое быстродействие, обусловленное тем, что время выполнения операции деления пропорцио нально длительности второго временного интервала.

35 элемента запрета, выход которого соединен с установочным входом реверсив-ного счетчика, выходы второго переклю-: чателя подключены к счетным входам счетчиков результирующих импульсов.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового измерителя отношения временных интервалов; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

7, второго переключателя 8 и элемента

11 запрета, а через формирователь lO импульсов связан с. установочными входами управляемого делйтеля. 3 частоты и делителя 6 частоты. Индексами 12. и

«Запуск», сигнал о на входе 12; сигнал

8 на входе 13; 2- образцовая частота ; изменение состояния Д счетчика 2;

:8 образцовая частота Я0, импульсы ясна выходе управляемого делителя 3; изменение состояния ф первого счетчика

5 результирующих импульсов; изменение состояния ц, реверсивного счетчика 4; сигнал К на управляющем выходе измерите- ля 1; импульс h на выходе формирователя 10; импульсы,м на вычитающем входе реверсивного счетчика 4; изменения состояния н второго счетчижа 9 реэультиру ющих импульсов; импульс и на импульсном выходе переполнения реверсивного счетчика 4.

Устройство работает следующим образом.

По команде Запуск» на управляющем выходе блока 1 формируется сигнал, по которому выход ущ>авляемого делителя 3 через переключатель 8 подключается к

И> = 0> 4 (3) „> Йа Та на вычитающий вход реверсивного счетчика

Соответственно коэффициент деления управляемого делителя 3 становится равHbIM 8. °

По окончании измерения временного. интервала Т,> начинается измерение. щ орого временного интервала Т, поданного на. вход 13 блока 1 вре менных интервалов. При этом со второго измерительного выхода последнего на счетный вход

Пусть с момента начала второго временного интервала Т.2 на втором изме.рительном выходе блока 1 образуется

55 единицам счета, а реверсивный счетчик

4 вновь устанавливается в исходное нулевое состояние. 3а временной интерsan Т на втором измерительном выходе

6 блока l измерения образуется Йй пульсов, равное

Одновременно по этому сигналу элемент

11 зайрета блокируется, а формирователь 10 фиксирует импульс, который устанавливает в нулевое исходное состояние счетные элементы управляемого делителя

Через интервал времени Т, равный

7 917 ет на управляющий вход блока 1 и пере водит его в состояние, при котором ripeкращается формирование импульсов образцовой частоты 1ояе

За, интервал времени Т на вход счет- чика 9 результирующих импульсов с выхода управляемого делителя 3 поступает импульсов, равное

Источники информации» принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Труды ВНИИЭП Методы рассчета и конструирования средств электроизмерительной техники», 1977, с. 16, 17.!

Выражение для и с учетом (4) принимает вид:

С учетом выражений (1), (3) и (5) выражение (6) принимает вид;

Из последнего выражения видно, что результат измерения пропорционален отношению временных интервалов. Затраты времени, необходимые на выполнение операции деления после окончания второго временного интервала, определяются выражением (4) и пропорциональны длительности части этого временного интервала.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного, так как позволяет при сохранении той же точности: сократить время, необходимое на выполнение операции деления после окончания второго временного интервала и тем самым повысить быстродействие измерителей отношения временных интервалов.

Код числа N на выходе 14 счетчика 5 cool âåòñòâóåò старшим разрядам, 20 а код числа на выходе 15 счетчика 9 соответствует младшим разрядам результата измерения, т.е. вес единицы счета счетчика 5 равен коэффициенту К пересчета счетчика 9. Таким образом, резуль- 25 тЬтом измерения является число

Составитель Л. Плетнева

Редактор А. Власенко Техред А.Бабинец Корректор E. Рошко

Заказ 1887/68 Тираж 429 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

1130З5, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал llHI Иатепт», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источник