Scopul lucrării:
studierea principiilor de funcţionare, diagramelor de funcţionare în timp,
unităţilor de bază şi dispozitivelor de afişare a informaţiei ale voltmetrelor
digitale.
Noţiuni teoretice
Voltmetrele
digitale sînt foarte răspindite in domeniul tehnicii de măsurare a
tensiunii în curent continuu si alternativ. Aceasta se explică prin avantajele
lor: precizie inaltă, gamă largă a măsurărilor, indicaţiile digitale, etc. Principiul
de funcţionare este determinat de convertorul-analog digital (CAD). La intrarea
CAD se aplică semnal analogic, iar la ieşire se ridică semnalul discret, care
de obicei este reprezentat in cod binar paralel.
Indicaţiile sînt prezentate cu ajutorul
dispozitivelor de afişare cu multe ranguri. Rangul voltmetrului digital este
numărul rangurilor decimale pline, care sînt indicate cu cifrele de la 0 la 9.
Dispozitivul de afişare cu numărul de rang n ½ indică complet n ranguri
inferioare (de la 0 la 9) şi un rang (superior) incomplet.
Clasa de precizie este determinată de limita
erorii relative admisibile de bază.
Voltmetru de timp-impuls (cu
o singură integrare)
In acest voltmetru funcţionarea
convertorului se bazează pe principiul conversiei tensiune-timp. Convertarea se
indeplineşte prin compararea tensiunii de măsurat cu cea liniar-variabilă.
 |
Fig.1 Schema structurală a voltmetrului.
|
Blocul de intrare
conţine atenuator, amplificatoare si convertoare de tensiune alternativă în
tensiune continuă analogică.
Generatorul
de tensiune liniar-variabila (GTLV) prezintă un integrator la intrarea
căruia este aplicată o sursă calibrată a tensiunii U0. La ieşirea
integratorului se obţine tensiunea liniar-variabilă.
Selectorul
de timp indeplineşte funcţia logică „S1”. Impulsurile de clock, care se
aplică neîntrerupt la intrarea 2 a selectorului de timp pot trece in numărător
numai atunci, cînd la intrarea 1 a selectorului de timp acţionează impulsul ∆tx.
Numaratorul
calculeaza numarul de impulsuri m care intra la intrarea lui in timp de ∆tx.
Măsurarea intensităţii de curent continuu se
efectuează prin măsurarea căderii de tensiune pe rezistor. Măsurarea
rezistenţelor se realizează cu ajutorul convertorului rezistenţa-tensiune
continuă, care conţine o sursă de tensiune de referinţă şi un set de rezistoare
balaste.
El este destinat
pentru măsurările tensiunii în curent continuu şi alternativ, intensităţii
curentului continuu şi rezistentelor. La baza funcţionării este pusă metoda
conversiei tensiunii de curent continuu într-un interval de timp proporţional
cu măsurarea ulterioară a duratei impulsului. Măsurarea tensiunii în curent
alternativ se efectuează cu ajutorul convertorului de tensiune a curentului
alternativ în curent continuu, care prezintă un amplificator cu bucla de
reacţie, adică prin circuite de diode redresoare.
Fig.2 Schema funcţională a voltmetrului B7-20.
1-bloc de intrare;
2- detector liniar;
3- schema urmăririi zeroului
comparatorilor;
4- generator de tensiune
liniar-variabilă;
5- comparator 1;
6- comparator 2;
7- generator de impulsuri de clock;
8- formatorul porţiilor de
timp;
9- trigger de polaritate;
10- generator de clock;
11- selector de timp;
12-numărător
şi indicator.
Mersul lucrării :
1.
Pregătim
osciloscopul pentru lucru;
2.
Realizăm
regimul de declanşare externă a osciloscopului de la generatorul de impulsuri
de tact. În acest regim frontul din faţă a impulsurilor de tact va declanşa
generatorul de bătăi al osciloscopului;
3.
Cu
ajutorul manetelor de deviaţie vertical a spoturilor canalelor osciloscopului
suprapunem pe ecramul osciloscopului ambele spoturi;
4.
Comutăm
“Длительнoсть A” şi instalăm în poziţia
1ms/div;
5.
Cu
ajutorul manetelor Ux de pe panoul din faţă al panoului de laborator instalăm
valoarea tensiunii de măsurat egală cu
≤9V ;
6.
Unim
sonda împărţitorului primului canal al osciloscopului cu borna Ug a panoului.
Urmărim şi înregistrăm forma tensiunii liniar variabile;
7.
Unim
sonda împărţitorului al doilea al osciloscopului cu borna Uxi a panoului. În
acest caz trebuie să se observe un impuls, care se formează din tensiunea
măsurată de curent continuu cu ajutorul cheii K1 şi care are ampitudinea Ux şi
durata egală cu cea a impulsului de
tact ;
8.
Unim
sondele ambelor canale ale osciloscopului cu bornele Uc1 şi Uc2 şi instalînd
comutatorul în poziţia 0,5V/div urmărim şi înregistrăm semnalele de la ieşirea
comparatoarelor(pe hîrtie milimetrică);
9.
Unim
sonda primului canal cu borna Δtx şi transferăm comutatorul regimului de lucru în poziţia I. Ridicăm
dependenţa Δtx = f(Ux). Rezultatele se întroduc în tabel:
Semnalul la iesirea comparatorului
Pentru UG: T=8.4 ms
Pentru Ux:T=0.9 ms
Pentru Us: dutata
t=57 ms T=63 ms
Pentru ∆t:T=2 ms
Pentru semnalul UC1:durata
t=3.8 ms T=5.8 ms
Pentru UC2:durata
t=3.8 ms T=5.8 ms
Tabele cu măsurări:
Ux (V)
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Δtx (ms)
|
0
|
0.2
|
0.45
|
0.7
|
0.9
|
1.1
|
1.35
|
1.55
|
1.8
|
2
|
Parametri impulsului de tact:
Dependenţa Δtx = f
(Ux)
I – de integrare a semnalului
P-de descarcare a condensatorului integrator
A-de corectie automata de zero
I=100ms
P=200ms
A=100ms
Concluzii:
Efectuind lucrarea de
laborator am studiat principiul de functionare,diagramelor de functionare in
timp,unitatilor de baza si dispozitivilor de afisare ale informatiei ale volfmetrelor
digitale.Cunstruind graficul dependetei Δtx = f
(Ux) observam ca o data cu cresterea tensiunii Ux creste si
intervalul de timp Δtx
