METODA CZASOWA PROSTA

W przetwornikach opartych na pośrednich metodach przetwarzania wejściowy sygnał analogowy  przetwarzany jest na proporcjonalną do niego wielkość pomocniczą. Bardzo często jest to czas trwania impulsów lub ich częstotliwość. Odcinki czasu są wykorzystywane do zliczania impulsów o stałej częstotliwości – w ten sposób otrzymujemy stan licznika proporcjonalny do wejściowego sygnału analogowego.

Przetworniki tego typu są obecnie dosyć rzadko używane

$tg\alpha = \frac{U_{m}}{T_{m}}$, $T = \frac{U_{\text{WE}}}{\text{tgα}}$, $N = Tf_{C} = \frac{U_{\text{WE}}}{\text{tgα}}f_{C}$,

METODA PODWÓJNEGO CAŁKOWANIA

Zasadą działania całkującego przetwornika A/C jest sprowadzenie do zera napięcia wyjściowego integratora przez wielokrotne całkowanie. Czas całkowania jest kalibrowany lub mierzony, co umożliwia określenie napięcia wejściowego.Napięcie wejściowe jest najpierw przetwarzany na odcinek czasu lub częstotliwość, a następnie za pomocą licznika na postać cyfrową.Jest to jedna z najdokładniejszych sposobów na przetwarzanie sygnału A/C. Przetworniki A/C z podwójnym całkowaniem są stosowane w większości multimetrów cyfrowych.

$U\left( T_{1} \right) = k_{2}\int_{0}^{T_{1}}U_{\text{WE}}dt = k_{2}{\overset{\overline{}}{U}}_{\text{WE}}T_{1}$,

U(t) = U(T₁) − k₂∫_T1^tU_REFdt, U(T₁+T₂)=0

$k_{2}\left( {\overset{\overline{}}{U}}_{\text{WE}}T_{1} - U_{\text{REF}}T_{2} \right) = 0$, $T_{2} = T_{1}\frac{{\overset{\overline{}}{U}}_{\text{WE}}}{U_{\text{REF}}}$,

Metody kompensacji równomiernej

W przetwornikach kompensacyjnych napięcie przetwarzane Uwe porównywane jest w komparatorze K kolejno z szeregiem napięć wzorcowych, z których każde następne jest 2 razy mniejsze od poprzedniego. Jeżeli napięcie przetwarzane jest większe od wzorcowego, napięcie wzorcowe jest od niego odejmowane i generowany jest stan 1, jeżeli jest mniejsze – generowane jest 0 (kod binarny) Z kolei porównanie następuje z napięciem wzorcowym dwukrotnie mniejszym i generowany jest następny bit.

Schemat funkcjonalny woltomierza cyfrowego

KRYTERIUM SPOSOBU KWANTOWANIA RÓWNOMIERNEGO:

1. Metody pośrednie

a) czasowe

b) częstotliwościowe

2. Metody bezpośrednie

a) kompensacji wagowej

b) kompensacji równomiernej

c) bezpośredniego porównania

d) przetwarzania residuów

Karty pomiarowe pomiarowe wykonują nast. zadania:

1.Multipleksowanie tj. przełączenie, sterowanie wzmaczniaczem, próbkowanie i przetwarzanie A-C (analogowo-cyfrowy).

2.Sterowanie w czasie przetwarzaniem C-A kompensowanie sygnałów analogowych.

3.Pomiar czasu między zdarzeniami i częstotliwości zdarzeń oraz generowania podobnie określonych przedziałów czasowych.

4.Przetwarzanie kodowe sygnałów cyfrowych oraz generowania sygnałów cyfrowych.

5.Stosowanie wewnętrznymi przetwornikami karty za pomocą sygnałów okresowych ADR i sterujących CTRL.

6.Filtracja anty sygnałów analogowych

7.Bierna ochrona przed przekroczeniem zakresów analogowych.

8.Przyspieszanie lub opóźnianie.

9.Szybkiego przetwarzania wyników pomiarów za pomocą wewnętrznego procesu sygnałowego.

10.Izolacji galwanicznej sygnałów cyfrowych.

W hierarchii etalonów wyróżnia się:

-etalon podstawowy (jest on wzorcem państwowym przechowywanym w głównym urzędzie miasta Warszawa) charakteryzuje się największą dokładnością i często tworzy go kilka i kilkanaście wzorców a jego wartość określa średnia wartość i ich miar.

-etalon świadek jest przeznaczony do kontroli wartości etalonu podstawowego jego własności metrologiczne jak własności etalonu podstawowego. (nie gorsze)

- etalony odniesienia ich miarę wyznacza się przez porównanie z wzorcem podstawowym, służą one do porównań z etalonami kontrolnymi.

- etalony kontrolne są przeznaczone do określonych porównań z nimi etalonów wzorców wizytowych.

- wzorce użytkowe uczestniczą bezpośrednio w pomiarze. Do bezpośredniego wykonywania pomiarów są przeznaczone przyrządy pomiarowe.

Sposób i okresy sprawdzania wzorców jednostek miar są ujęte odpowiednimi przepisami państwowymi.

Zadaniem przetwornika a/c jest przetworzenie analogowej postaci sygnału, zwykle napięciowego, na równoważną mu wartość cyfrową. Ogólnie metody przetwarzania można podzielić na metody bezpośrednie i pośrednie. W układach opartych na metodach bezpośrednich następuje od razu porównanie wielkości przetwarzanej z wielkością odniesienia. Do tej grupy zalicza się przetworniki z bezpośrednim porównywaniem oraz przetworniki

kompensacyjne. Przy metodach pośrednich najpierw odbywa się zmiana wielkości przetwarzanej na pewną wielkość pomocniczą ( np. czas lub częstotliwość), porównywaną następnie z wielkością odniesienia. W zależności od rodzaju wielkości pomocniczej wyróżnia się metodę częstotliwościową i metodę czasowa ( prostą lub z dwukrotnym całkowaniem).

Zadaniem przetworników cyfrowo-analogowych jest zamiana wielkości wyrażonej w kodzie cyfrowym na proporcjonalną do niej wielkość analogową, którą może być napięcie, prąd lub inna wielkość fizyczna. Sygnał wejściowy może być podany w różnym kodzie. Najczęściej jest to zwykły kod binarny (ze względu na największą efektywność) lub kod BCD. Wartość analogowa sygnału wyjściowego zależy od wejściowego słowa cyfrowego podanego w odpowiednim kodzie oraz od wartości sygnału odniesienia.

Przetworniki mają n wejść i jedno wyjście. Liczba wejść zależy od liczby bitów słowa podawanego na wejście przetwornika (np. dla słowa trzybitowego – trzy wejścia a1, a2, a3). Natomiast na jego wyjściu pojawia się informacja analogowa (np. w postaci napięcia).

Charakterystycznym parametrem przetworników jest ich rozdzielczość czyli długość słowa wyjściowego (lub wejściowego). Zwykle wyraża się ją w bitach (n).

Woltomierz magnetoelektryczny

Zasada działania tego woltomierza polega na oddziaływaniu pola magnetycznego, wytworzonego przez prąd płynący przez cewkę, nawiniętą na część ruchomą miernika, na stałe pole magnetyczne, w którym znajduje się cewka. Woltomierz magnetoelektryczny służy do pomiaru napięć stałych. Po zastosowaniu układu prostowniczego może mierzyć również napięcia przemienne. Jest włączany równolegle do obwodu elektrycznego.

Do rozszerzania zakresu pomiarowego woltomierzy magnetoelektrycznych, elektromagnetycznych i elektrodynamicznych stosuje się dodatkowe oporniki nazywane posobnikami. Często posobniki zabudowane są w jednej obudowie z ustrojem woltomierza, który posiada wyprowadzony przełącznik zakresów lub kilka zacisków o oznaczonych zakresach.

Amperomierz - przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego. Jego działanie opiera się na pomiarach efektów elektromagnetycznych, cieplnych itp., wywołanych przepływającym prądem. Włącza się go do obwodu elektrycznego szeregowo, w związku z czym istotną cechą jego jest niewielka oporność wewnętrzna, nie wpływająca na wartość mierzonego prądu.

Do rozszerzenia zakresu pomiarowego amperomierza przy pomiarach prądu przemiennego wykorzystuje się układ amperomierza z przekładnikiem prądowym.
Amperomierze mierząc prąd zmienny w zależności od typu amperomierza mierzą wartość średnią prądu (magnetoelektryczny) lub wartość skuteczną(elektrodynamiczne, elektromagnetyczne, indukcyjne, cieplne i termoelektryczne).