Elektronické voltmetre Číslicové elektronické voltmetre
Číslicové elektronické voltmetre Obsah: Úvod do číslicových jednosmerných voltmetrov Bloková schéma číslicového jednosmerného voltmetra Prevodník s medziprevodom na časový interval Dvojtaktná integračná metóda Prevodník s normálovým napätím odstupňovaným po rádoch
Číslicové elektronické voltmetre Číslicové (digitálne) meracie prístroje (ČMP) sú elektronické zariadenia, ktoré obvykle menia meranú veličinu na jednosmerné elektrické napätie, v analógovo-číslicovom prevodníku ho menia na číselný kód a znázorňujú výsledok merania v číslicovom tvare.
Číslicové elektronické voltmetre ČMP v porovnaní s analógovými (hlavne s elektromechanickými) predstavujú výrazný kvalitatívny pokrok vo viacerých parametroch: väčšiu presnosť, dosahujú výrazne väčšiu rýchlosť merania, majú podstatne väčšie pásmo rozsahov, svojou koncepciou umožňujú automatizáciu merania.
Číslicové elektronické voltmetre Všeobecná bloková schéma digitálneho multimetra: VD AC/DC Z ČZ RJ U VZP+ AČP IU RU I R DC AC
Číslicové elektronické voltmetre Zloženie jednosmerného číslicového voltmetra: (v rámčeku) z obvodov vstupnej úpravy signálu (VÚS – VD, Z), ktoré slúžia k zmene meracích rozsahov a dosiahnutí požadovanej vstupnej impedancii, z analógovo-číslicového prevodníka VZP+AČP, logicky riadiacej jednotky RJ, číslicového zobrazovača s dekóderom (ČZ).
Číslicové elektronické voltmetre Poznámka: Pre meranie prúdov a odporov sa využívajú prevodníky, ktoré prevádzajú tieto veličiny na napätie (IU, RU). Pre meranie striedavých napätí a prúdov je pred AČP predradený prevodník striedavého napätia na jednosmerné napätie (AC/DC) - AČP meria len jednosmerné napätie.
Prevodník s medziprevodom na časový interval je založený na kompenzačnom princípe rozlišovacia schopnosť lepšia ako 10 µV polaritu je nutné zistiť pred komparátorom (invertovať)
Dvojtaktná integračná metóda
Dvojtaktná integračná metóda
Dvojtaktná integračná metóda Princíp činnosti: analógová veličina (napätie) sa mení na časový interval, časový interval získame pomocou integrátora, integrácia prebieha v dvoch taktoch (časy T1 a T2 ),
Dvojtaktná integračná metóda Princíp činnosti: čas T1 – vstupný prepínač je pripojený na merané napätie Ux , napätie na výstupe integrátora Ui sa lineárne zväčšuje a na konci prvého taktu bude mať veľkosť počas trvania času T1 sa naplní čítač hodinovými impulzami oscilátora OSC, po naplnení čítača sa prepne prepínač na napätie Un a súčasne sa čítač vynuluje.
Dvojtaktná integračná metóda Princíp činnosti: čas T2 – vstupný prepínač je pripojený na napätie Un opačnej polarity, napätie na výstupe integrátora Ui sa lineárne zmenšuje a na konci prvého taktu bude mať veľkosť počas trvania času T2 sa naplní čítač hodinovými impulzami oscilátora OSC, keď sa zmenší napätie na výstupe integrátora na nulu, odpojí sa prepínač od napätia Un a uzavrie sa hradlo.
Dvojtaktná integračná metóda Princíp činnosti: ak dosadíme za Ui zo vzťahu pre T1 a ak platí t2 – t1 = T2 pri Un = konšt. dostaneme:
Dvojtaktná integračná metóda Poznámka: presnosť metódy nezávisí od stability R,C, pri zmene časovej konštanty integrátora R 1,C1 sa zmenší len sklon pri integrácií, ale trvanie taktov T1 a T2 sa nezmení.
Prevodník s normálovým napätím odstupňovaným po rádoch PO – porovnávací obvod OZ – ovládacie zariadenie OKN – obvod vytvárania kompenzačného napätia ČI – číslicový indikátor GČI – generátor číslicových impulzov
Prevodník s normálovým napätím odstupňovaným po rádoch Princíp činnosti: predpokladajme že merané napätie bude Ux = 9V OZ vyšle povel OKN na rozopnutie spínača 24 (Uref = 16V), PO porovná a zistí že Ux < Uref vyšle signál OZ a ten vyšle povel OKN na spätné zopnutie 24 , v BCD kóde sa do registra priradí log 0, impulzom z GČI sa register posunie o jedno miesto a OZ vyšle nový povel OKN na rozopnutie spínača 23,
Prevodník s normálovým napätím odstupňovaným po rádoch Princíp činnosti: PO porovná a zistí že Ux > Uref vyšle signál OZ a ten vyšle povel OKN na udržanie spínača 23 v zopnutom stave, v BCD kóde sa do registra priradí log 1, impulzom z GČI sa register posunie o jedno miesto a OZ vyšle nový povel OKN na rozopnutie spínača 22, ....... to sa opakuje až do vykompenzovania Ux (01001 - 23 + 20 = 9)