Вопрос №36. Аналоговые и цифровые измерительные приборы. Измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Общая схема цифровых измерительных приборов. В цифровых измерительных приборах (ЦИП) обязательно выполняются следующие операции: квантование измеряемой величины по уровню, ее дискретизация по времени и кодирование, т.е. преобразование в цифровой код. Большинство современных ЦИП имеют выход, позволяющий передавать измерительную информацию в компьютер, и одна из их важнейших функций – использование в качестве промежуточных измерительных преобразователей аналоговых величин в цифровой код в информационно-измерительных и автоматизированных системах контроля и управления с цифровой обработкой информации.

В настоящее время элементной базой ЦИП являются аналоговые и цифровые интегральные микросхемы, что позволяет достигнуть высокого быстродействия и малых габаритных размеров приборов. Применение интегральных микросхем средней и большой степеней интеграции расширило функциональные возможности ЦИП и их надежность при одновременном снижении энергозатрат. Перспективным направлением развития ЦИП является применение микропроцессоров, которые обеспечивают управление процессом измерения, самодиагностику, автоматическую градуировку по заданной программе, а также первичную обработку результатов измерения (линеаризацию функции преобразования,коррекцию погрешностей, сжатиеданных).

Таким образом, ЦИП наиболее полно удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым в настоящее время к измерительной аппаратуре, - высокая точность и быстродействие, автоматизация процессов измерения и обработки информации.

Обобщенная структурная схема ЦИП приведена на рис.4.21. Она содержит входной аналоговый преобразователь АП, аналого-цифровой преобразователь АЦП, образцовую меру М, цифровое средство отображения информации ЦСОИ и устройство управления УУ.

Рис.4.21

Аналоговый преобразователь преобразует измеряемую величину в функционально с ней связанную аналоговую величину , более удобную для преобразования в цифровой код. В качестве АП используются усилители, делите ли, фильтры, преобразователи неэлектрических величин в электрические и т. п.. АП является важнейшим элементом измерительного прибора, поскольку именно он определяет чувствительность, динамический диапазон и частотный диапазон прибора.

Аналого-цифровой преобразователь выполняет операции квантованияпо уровню и по времени аналоговой величины, сравнения ее с мерой и кодирование результатов. При этом на выходе вырабатывается дискретный сигнал ДС, который преобразуется ЦСОИ в цифровой отсчет или в виде кода вводится в компьютер.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения предназначены для уменьшения первичных токов и напряжений до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность работающих, так как цепи высшего и низшего напряжения разделены, а также позволяет унифицировать конструкцию приборов и реле.