Цифровые и аналоговые теплоизмерительные механизмы и их элементы
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
я измеряемая величина представляется с помощью нормированных значений, отстоящих друг от друга на шаг дискредитации.
Аналого-цифровые преобразователи являются не только составной частью ЦИП; они также используются в измерительных информационных, управляющих и других системах. АЦП выпускаются промышленностью и в качестве автономных устройств.
Для образования кода непрерывная измеряемая величина в ЦИП дискретизируется во времени и квантуется по уровню.
Дискретизацией непрерывной во времени величины х (t) называется операция преобразования х (t) в прерывную во времени, т. е. в величину, значения которой отличны от нуля и совпадают с соответствующими значениями х (t) только в определенные моменты времени. Промежуток между двумя соседними моментами времени дискретизации называется шагом дискретизации, который может быть постоянным или переменным.
Квантованием по уровню непрерывной по уровню величины х(t) называется операция преобразования х (t) в квантованную величину хк(t). Квантованная величина - величина, которая может принимать в заданном диапазоне определенное конечное число значений. Фиксированные значения квантованной величины называются уровнями квантования. Разность между двумя ближайшими уровнями называется ступенью, или шагом квантования, или квантом.
Код в ЦИП вырабатывается в соответствии с отождествляемым измеряемому значению уровнем квантования. Отождествление может производиться с ближайшим уровнем квантования, ближайшим большим или равным, ближайшим меньшим или равным, а также с ближайшим большим или ближайшим меньшим или равным уровнем квантования.
Число возможных уровней квантования определяется устройством ЦИП. От числа уровней квантования зависит емкость (число возможных отiетов) отiетного устройства. Например, если у ЦИП отiетное устройство имеет максимальное показание 999, то такой прибор бесконечное множество значений измеряемой величины в пределах от 0 до 999 отражает всего 1000 различными показаниями, т. е. в этом приборе измеряемая величина преобразуется в квантованную, имеющую 1000 уровней квантования.
В результате квантования измеряемой величины по уровню возникает погрешность дискретности, обусловленная тем, что бесконечное множество значений измеряемой величины отражается лишь ограниченным количеством показаний ЦИП.
Возникновение погрешности дискретности иллюстрирует рис. 6.1, где х (t) - график изменения измеряемой величины; хк (t) - график изменения квантованной величины при отождествлении с ближайшим уровнем квантования; t1, t2, тАж,tn - моменты времени измерений; хr1, хк2, тАж xkn - уровни квантования; А1,А2, ..., An- ординаты, соответствующие показаниям ЦИП при измерении х (t) в моменты
t1, t2, тАж,tn.
Как видно, в большинстве случаев измерений имеется разность между показаниями ЦИП и значениями измеряемой величины в моменты измерений. Эта разность есть абсолютная погрешность дискретности.
Погрешность дискретности присуща ЦИП и отсутствует у аналоговых приборов. Однако эта погрешность не является препятствием для увеличения точности прибора, так как соответствующим выбором числа уровней квантования погрешность дискретности можно сделать сколь угодно малой.
Следует заметить, что погрешность, возникающая в результате округления оператором отiетов показаний аналогового прибора, аналогична погрешности дискретности цифровых приборов.
Рис. 8.1. Квантование непрерывной измеряемой величины по уровню и дискретизация во времени
Иногда возникает необходимость восстанавливать все значения непрерывной измеряемой величины по ряду измеренных мгновенных значений. Практически это удается сделать всегда с погрешностью, носящей название погрешности аппроксимации.
Если ЦИП или АЦП предназначаются для получения результатов измерений, по которым будут восстанавливаться все промежуточные непрерывные значения измеряемой величины, то быстродействие таких приборов и преобразователей выбирается с учетом допустимой погрешности аппроксимации и характера изменения измеряемой величины.
цифровой электростатический электромагнитный преобразователь аналоговый
Список литературы
1)Попов В.С. Электротехнические измерения и приборы.изд. 7-е, переработанное, М.-Л., Госэнергоиздат, 1963, 544 с. iерт.
)Электрические измерения / Л.И. Байда, Н.С. Добротворский, Е.М. Душин, Ш.Ю. Исмаилов, Д.Н. Мокиенко, А.А. Преображенский. . - Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. - 392 с., ил.
)Электроизмерительная техника: 1000 понятий для практиков: Справочник: Пер. с нем. - М.: Энергоатомиздат, 1989. -288 с. ил.