Цифровые измерительные приборы

1.

ТЕМА: ЦИФРОВЫЕ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

2.

Цифровые приборы — один из самых революционных
способов измерения различных физических величин за
всю историю человечества.
Цифровые измерительные приборы обладают высоким
быстродействием и высоким классом точности. Они
применяются
для
измерения
широкого
класса
электрических и неэлектрических величин.
В отличии от цифровых аналоговые приборы не хранят
измеренные данные и не совместимы с цифровыми
микропроцессорными устройствами
Главный недостаток цифровых измерительных приборов
заключается в том, что они нуждаются во внешнем источнике
питания или подзарядке аккумулятора после определенного
времени использования. Также точность, скорость и
эффективность цифровых приборов делают их дороже
аналоговых.

3.

Цифровые КИП - это приборы, которые выдают сигнал в
виде дискретных значений или кодов.
Например, счетчик, таймер,
цифровым выходом и т.д.
датчик
температуры
с
Цифровые КИП имеют дисплей или индикатор, на котором
отображаются показания в цифровом виде.
Цифровые
КИП
имеют
высокую
точность
и
чувствительность, устойчивы к помехам и не требуют
калибровки, но имеют более сложное устройство и требуют
специальных преобразователей для связи с другими
устройствами.

4.

Радио электроника очень плотно вошла в нашу жизнь. В
каждом доме, в каждой семье имеется телевизор,
магнитофоны с цифровой записью, видеомагнитофоны,
видеокамеры и другая бытовая радиоэлектронная
аппаратура.

5.

• Преобразование аналогового электрического сигнала в
цифровой осуществляется специальным устройством,
называемым аналого – цифровым преобразователем (АЦП).
Аналоговый сигнал, например, непрерывно меняющееся
напряжение, поступающее с выхода микрофона, автоматически
измеряется через равные промежутки времени.

6.

7.

8.

Цифровые измерительные приборы.
Цифровой индикатор из трех разрядов. Каждый разряд на
основе семи элементов

9.

Цифровые измерительные приборы.
Матричный индикатор из 54 точечных элементов

10.

Цифровые измерительные приборы.
Аналоговые приборы - это приборы, оканчивающиеся
стрелочным указателем. В них используется аналоговый
сигнал.
Аналоговый сигнал - это сигнал, который может принимать
любое значение в используемых пределах.
Цифровые приборы - это приборы, оканчивающиеся
световым или иным индикатором, состоящим из отдельных
элементов. В них используется цифровой сигнал.
Цифровой сигнал – это сигнал, состоящий из импульсов,
амплитуда которых может принимать только два
разрешённых значения (высокий и низкий уровень, 0 или
1)

11.

Информация – это совокупность сведений,
отражающих наши знания о предмете, объекте,
процессе и т.п. Информация передается в виде
сообщения.
Сообщение – это информация, передаваемая по
каналам связи (движущаяся
информация).Сообщение передается с помощью
сигнала.
Сигнал – это любая физическая величина (ток,
свет, звук и т.п.), изменяющаяся в соответствии с
измеряемой величиной.

12.

Для того, чтобы измерить количество информации, заключенное
в непрерывно меняющемся сигнале, заменим непрерывный
сигнал квантованным (рис. 1).
х
m
уровней
Δx
τ
Δτ
n элементов
Рис. 1.
Величины x и выбираются из требования необходимой
точности и частоты измерений.

13.

При использовании десятичной системы
счисления сигнал квантован на 10 уровнях:
2013 2 10 0 10 1 10 3 10
3
2
1
0
x a1 10 n 1 a2 10 n 2 ..... an 1 101 an 100
Где ai = 0, 1, 2, 3, …. 9.
Можно воспользоваться любой системой счисления. Тогда каждое
значение Х передается несколькими элементами (разрядами).

14.

Проще всего технически реализовать двоичную систему счисления.
x a1 2 n 1 a2 2 n 2 ..... an 1 21 an 20
Где ai = 0; 1.
Например:
5 1 2 2 0 21 1 20 101( 2 )
Такая передача получила название двоичный код.
Количество передаваемой информации равно количеству
элементов двоичного кода.
Поскольку «2» - это число уровней квантования сигнала, а не
измеряемой величины Х, то точность измерения и передачи
измеряемой величины остается прежней.

15.

Техническая реализация – будем передавать короткие импульсы
высокого уровня (1) или низкого уровня (0):
Алгебраическая запись:
5 101
Техническая реализация:
Такая передача и называется цифровой формой передачи сигнала.