Цифровые Измерительные Устройства

ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ 5
1.1 Методы непосредственной оценки 5
1.1.1 Косвенный метод – метод вольтметра амперметра и ваттметра 5
1.1. 2 Резонансный метод измерения индуктивности 6
1.2 Метод сравнения с образцовой емкостью 12
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ И СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРИБОРА 15
2.1 Обоснование метода измерения и структурной схемы 15
2.2 Расчет принципиальной схемы прибора 16
2.2.1 Расчет вольтметра среднеквадратического значения 16
2.2.2 Расчет задающего генератора и ДПКД 18
2.3 Расчет сетевого блока питания 22
Выбор типа согласующего транзистора и его режима 30
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИБОРА 32
3.1 Градуировка прибора 32
3.2. Переход от характеристик погрешности к неопределенности измерений 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
ЛИТЕРАТУРА 40

Цифровые измерительные приборы , в отличии от аналоговых , выдают измеренное значение величины в виде двоичного кода. Это может быть двоично-десятичное представление числа или, скажем, код для управления светодиодными семисегментными индикаторами. В последнем случае , блок индикаторов (табло) непосредственно подключается к выходу цифрового измерительного устройства (ЦИУ) и с него считываются показатели. Достоинством ЦИУ , по сравнению с АИУ является однозначность считываемых показаний - их величина не зависит от угла зрения оператора, от внешних вибраций, и т.д. Недостатком является ограниченность разрешающей способности разрядностью ЦИУ – чем выше разрядность, тем больше чувствительность прибора, но всегда это – конечное значение.
Поскольку измеряемая величина – индуктивность – имеет аналоговую природу, то все ЦИУ для измерения индуктивности разрабатываются на основе соответствующих АИУ. Измерительная цепь для измерения индуктивности (цепь, формирующая электрические параметры, зависящие от индуктивности) будет идентична соответствующей измерительной цепи в АИУ. В предыдущей части работы мы рассмотрели приборы для измерения индуктивности, основанные либо на измерении непрерывных величин в измерительной цепи (ток, напряжение, мощность), либо на измерении параметра дискретной последовательности (частота).
Соответственно, ЦИУ для измерения индуктивности будет отличаться тем, что аналоговый измерительный прибор для измерения параметра измерительной цепи будет заменен на цифровой – например , аналоговый вольтметр на цифровой вольтметр, или аналоговый частотомер на электронно-счетный частотомер.
В предыдущей части работы мы обосновали применение АИУ, основанное на измерении скважности импульсов после интеггиррующей цепи, образованной исследуемой катушкой и резистором с известным сопротивлением. Скважность измерялась вольтметром средневыпрямленного значения. Соответственно разработку ЦИУ будем вести путем модификации данного прибора с заменой аналогового вольтметра средневыпрямленного значения на цифровой.

Работа по дисциплине ЦИУ (Томский Политехнический Университет) посвящена разработке измерительного прибора - цифрового измерителя индуктивности.

Разработка ведется "с нуля", т.е. самостоятельно выбирается основа - один из методов измерения индуктивности, наиболее приемлемый для получения требуемых характеристик. В данной работе выбран импульсный метод измерения индуктивности, имеющий ряд преимуществ перед непосредственным и другими.

Далее разработаны на уровне схем электрических принципиальных измерительная часть, цифровой индикатор, блок питания.
Определены метрологические характеристики разработанного прибора.