Применение аналоговых и цифровых электроизмерительных приборов

Цифровые приборы

Применение аналоговых и цифровых электроизмерительных приборов

Цифровые электроизмерительные приборы измеряют значения непрерывно изменяющейся величины в отдельные (дискретные) моменты времени и представляют полученный результат в цифровой форме.

Представление непрерывно изменяющейся физической величины в виде последовательности ее дискретных значений, отличающихся друг от друга на небольшую долю, называется квантованием измеряемой величины но уровню и по времени. Обычно интервал времени между соседними измерениями выбирают таким, чтобы отклонение изменяющейся величины от фиксированного измеренного значения не превышало заданной погрешности измерения.

Основное достоинство цифровых приборов заключается в том, что результат измерения может подвергаться дальнейшим физическим и математическим преобразованиям без увеличения погрешности, так как цифровое значение величины может быть с любой степенью точности представлено последовательностью сигналов (например, импульсов), каждый из которых может иметь существенные искажения.

Основными элементами цифровых электроизмерительных приборов являются триггеры, логические схемы, бесконтактные ключи и цифровые указатели.

Триггеры представляют собой электронные схемы с двумя устойчивыми состояниями, одно из которых соответствует цифре 0, другое — цифре 1. Из этих двух цифр в двоичной системе счисления можно построить любое число. Логические схемы позволяют перевести эти числа в десятичную систему и отобразить на цифровых индикаторах в привычной форме.

В качестве цифровых индикаторов широкое применение находят электронные лампы с фигурными электродами, имеющими форму цифр от 0 до 9.

В настоящее время промышленностью выпускаются главным образом цифровые вольтметры. Разработаны и находят применение также цифровые амперметры, омметры, частотомеры, фазометры и другие приборы.

Применение цифровых приборов с дискретным отсчетом позволило создать многоканальные автоматические устройства для централизованного контроля многих параметров, характеризующих сложные технологические процессы. Измерение параметров производится поочередно с заданной дискретностью по времени.

Цифровые электроизмерительные приборы имеют высокую точность (погрешность от 0,1 до 1%), большое быстродействие, широкие пределы измерений, легко комплектуются с цифровыми вычислительными машинами, позволяют передавать результаты без искажений на неограниченные расстояния.

К недостаткам этих приборов следует отнести их сравнительную сложность и высокую стоимость.

Карточка № 11.8 (158) Цифровые приборы

В чем заключается сущность работы цифрового электроизмерительного прибора? В цифровом изображении из меря е м о й вел и ч и н ы 105
В квантовании измеряемой величины по времени и по уровню 125
Измеряются:

  • а) медленно меняющиеся величины;
  • б) быстро меняющиеся величины.

В каком случае квант времени должен быть выбран меньшим?

Безразлично 25
В случае а) 85
В случае б) 15
Показания обычного и цифро- вого вольтметров передаются по проводам на дальнее рассто- яние.Какой отсчет точнее, если класс точности приборов одинаков? Обычным вольтметром 75
Цифровым вольтметром 166
Точность отсчетов одинакова 95

Продолжение карт. № 11.8

В какой системе счисления производятся:

  • а) обработка результатов измерения в схеме цифрового прибора;
  • б) представление результатов на индикаторе?
  • а) В двоичной;
  • б) в двоичной
55
  • а) В двоичной;
  • б) в десятичной
45
  • а) В десятичной;
  • б) в двоичной
146
Какое достоинство не свойствен- но цифровым электроизмерительным приборам? Многоканальность 115
Простота сопряжения с ЦВМ 35
Простота телеизмерений 65
Простота устройства и небольшая стоимость 5

Для измерения величины тока в какой-либо ветви электрической цепи амперметр включается последовательно с се элементами. В частности, для измерения тока нагрузки амперметр включается последовательно с потребителем (рис. 11.6, а), Чтобы включение амперметра не искажало режима работы электрической цепи, его сопротивление должно быть возможно малым.

Вольтметр включается параллельно той ветви электрической цепи, напряжение на которой необходимо измерить (рис. 11.6, б). Чтобы включение вольтметра не приводило к изменению токов в цепи, его сопротивление должно быть значительно больше сопротивления ветви, параллельно которой подключен измерительный прибор.

Рис. 11.6

Для измерения мощности в цепях постоянного и однофазного переменного токов используются ваттметры электродинамической системы. Схема включения и внешний вид ваттметра электродинамической системы представлены соответственно на рис. 11.7, а, 6. Неподвижная (амперметровая) обмотка ваттметра включается в цепь последовательно, подвижная (вольтметровая) обмотка — параллельно потребителю. В соответствии с этим на лицевую панель ваттметра выведены четыре зажима, два из которых обозначены символом / (токовые зажимы), а два других — символом U (зажимы напряжения). Два зажима помечены точками и называются генераторными.

Рис. 11.7

Чтобы понять назначение генераторных зажимов, рассмотрим две возможные схемы включения обмоток ваттметра, изображенные на рис. 11.8. В схеме рис. 11.8, я мощность, измеряемая ваттметром,

больше мощности нагрузки Р„ = UttIu = l]Rn на величину АР = IRa . Следовательно,

В схеме рис. 11.8, б мощность, измеряемая ваттметром,

  • 11.9. Измерение напряжений, токов и мощности
  • 109

больше мощности нагрузки Рн = UHIH на величину АР = UJV, т.е.

Таким образом, в обоих случаях возникает систематическая погрешность, зависящая от схемы соединения.

Градуировка ваттметров производится по схеме рис. 11.8, а. Для получения такой схемы генераторные зажимы (помеченные точками) следует объединить и подключить к одному и тому же проводу. Вместе с тем генераторные зажимы являются началами обмоток. При правильном включении ваттметра стрелка будет отклоняться вправо. Чтобы изменить направление отклонения стрелки, необходимо изменить направление тока в любой из обмоток ваттметра.

Рис. 11.8

Карточка № 11.9 (331) Измерение напряжений, токов и мощности

Как включаются в элект- рическую цепь:

  • а) амперметр;
  • б) вольтметр?
  • а) Последовательно с нагрузкой;
  • б) параллельно нагрузке
199
  • а) Последовательно с нагрузкой;
  • б) то же
232
  • а) Параллельно нагрузке;
  • б) го же
188

Продолжение карт. № 11.9

Какое сопротивление должны иметь:

  • а) вольтметр;
  • б) амперметр?
а) Большое; б) большое 209
а) Малое; б) малое 221
а) Большое; б) малое 243
Какую мощность измсря- ет электродинамический ваттметр? Активную 177
Реактивную 136
Полную 157
Как включается:

  • а) подвижная;
  • б) неподвижная обмотки ваттметра?
  • а) Последовательно;
  • б) последовательно
106
  • а) Последовательно;
  • б) параллельно
126
  • а) Параллельно;
  • б) последовательно
26
Сопротивление нагрузки 10 Ом.Сопротивление не- подвижной обмотки ваттметра 0,1 Ом, сопротивление подвижной обмотки 1000 Ом. Определите систематическую погрешность измерения мощности. 5 = 1% 86
5 = 0,1% 16
5= 10% 76

Page 3

Обмотка амперметра рассчитана на небольшие токи. Для увеличения пределов измерения амперметра применяют шунты. Рисунок 11.9 поясняет вывод формулы сопротивления шунта. Обозначения на рисунке: Rm — сопротивление шунта; RA — сопротивление амперметра; I — измеряемый ток; /ш — ток, протекающий через шунт; — максимально допустимый ток амперметра; п = П1А — коэффициент расширения пределов измерения амперметром.

В соответствии с рис. 11.9 имеем

Выведенная для Rm формула позволяет по известному сопротивлению амперметра и заданному коэффициенту расширения пределов измерения подсчитать сопротивление шунта.

Рис. 11.9

Для расширения пределов измерения вольтметра применяют добавочные сопротивления, которые включают последовательно с обмоткой вольтметра (рис.

11.10). Обозначения на рисунке:

Лдоб — добавочное сопротивление; — сопротивление вольтметра; U — измеряемое

Рис. 11.10

напряжение; UY — максимально допустимое напряжение вольтметра; Iv — ток, протекающий через вольтметр; m = U/UY — коэффициент расширения пределов измерения вольтметром.

В соответствии с рис. 11.10 получим

Последняя формула позволяет по заданному коэффициенту расширения пределов измерения и известному сопротивлению вольтметра найти добавочное сопротивление.

Помимо шунтов и добавочных сопротивлений в схемах переменного тока для расширения пределов измерения применяются измерительные трансформаторы, которые одновременно обеспечивают безопасность операторов при измерениях в высоковольтных цепях.

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в ветвь, где измеряется ток, а вторичная обмотка подсоединяется к зажимам амперметра.

Первичная обмотка трансформатора тока содержит один или несколько витков, вторичная обмотка — большое число витков. Для обеспечения безопасности один конец вторичной обмотки заземлен. Шкала амперметров, включаемых через трансформатор тока, рассчитана на 5 А (реже на 1 А).

Пределы измерений трансформаторами тока расширяются в к раз, где к — коэффициент трансформации.

Трансформатор напряжения изменяет пределы измерения вольтметра также в k раз. Многовитковая первичная обмотка трансформатора напряжения подключается параллельно участку, напряжение на котором измеряется, а вторичная обмотка — к зажимам вольтметра. Число витков вторичной обмотки меньше, чем первичной (w2< ®,).

Карточка № 11.10 (251)

Расширение пределов измерения приборов

непосредственной оценки

Шкала амперметра 0—30 А. Ток в цепи может достигать 300 А. Сопротивление амперметра 0,09 Ом. Каково должно быть сопротивление шунта? 0,1 Ом 167
0,01 Ом 96
0,001 Ом 56
Шкала амперметра 0—10 А. Сопро- тивление амперметра 0,5 Ом. Сопротивление шунта 0,1 Ом.Какой максимальный ток можно измерить? 60 А 46
50 А 147
40 А 116
Шкала вольтметра 0—100 В. Напря- жение в цепи может достигать 500 В. Сопротивление вольтметра 5000 Ом. Найдите добавочное сопротивление вольтметра. 25 кОм 36
20 кОм 66
50 кОм 6
Шкала амперметра 0—5 А. Амперметр подключен к трансформатору тока с коэффициентом трансформации 100.Какой максимальный ток можно измерить? 100 А 200
500 А 233
1000 А 189
Можно ли ваттметром электродинамической системы измерить мощ- ность:

  • а) в цепи постоянного тока;
  • б) в цепи переменного тока?
210
222
244
  • 11.11. Измерение мощности в трехфазных цепях
  • 113

Источник: https://studme.org/238377/tehnika/tsifrovye_pribory

Аналоговые электроизмерительные приборы

Применение аналоговых и цифровых электроизмерительных приборов

Измерительныйприбор (ИП)–наиболее распространенный вид средствизмерений. Все ИП можно поделить на двебольшие груп­пы:аналоговые и цифровые.

Аналоговыеизмерительные приборы (АИП)–это такие прибо­ры,показания которых – являются непрерывнойфункцией измене­ниявходной измеряемой величины (могущейпринимать беско­нечноемножество значений в определенномдиапазоне). Группу АИПможнопредставить двумя подгруппами: приборыдля стати­ческихизмерений (вольтметры, амперметры,омметры и др.) и приборыдля динамических измерений.

Приборыдля динамических измерений, в своюочередь, делят­ся на показывающие АИП(например,электронно-лучевые осцил­лографы,анализаторы спектра) и регистрирующиеприборы (на­пример,самопишущие приборы, светолучевыеосциллографы).

Вданной главе рассмотрим АИП,предназначенныедля стати­ческихизмерений: электромеханические иэлектронные ИП.

ЭлектромеханическиеИПоснованына преобразовании элект­рическойэнергии входного сигнала в механическуюэнергию уг­лового (реже –линейного) перемещения подвижной частиотсчетного устройства. Кромесамостоятельного применения,элект­ромеханическиеИП используются также в качестве выходныхус­тройствбольшинства электронных АИП.

ЭлектронныеИП–это такие АИП,вкоторых энергия для ме­ханическогоперемещения указателя отсчетногоустройства посту­паетне от источника измеряемого сигнала(как в электромехани­ческихприборах), а от вспомогательного источникаэнергии, на­пример,от электрической сети, питающей прибор.

3.2. Электромеханические измерительные приборы

Большинствоиспользуемых сегодня в технологическихпроцес­сахстационарных измерительных приборов–это классические аналоговыеэлектромеханические приборы. Ихметрологические и эксплуатационныехарактери­стикивполне достаточны для решенияосновных задач техни­ческих измерений.

Широко рас­пространеныэлектромеханиче­скиевольтметры, амперметры, омметры,фазометры, ваттмет­ры,счетчики активной и реак­тивнойэнергии. В электромеха­ническихизмерительных прибо­рахреализованы различные фи­зическиепринципы, позволяю­щиепреобразовать значение из­меряемойвеличины в пропорци­ональноеотклонение (видимое перемещение)указателя (напри­мер,стрелки прибора).

Упро­щеннаяклассификация элект­ромеханическихизмерительных приборов приведена нарис. 3.1.

Извсего разнообразия конструкций (систем)и схем электро­механическихприборов рассмотрим некоторые наиболеераспрос­траненные.Эти устройства лежат в основе измерителейсамых раз­личныхэлектрических и неэлектрических величин.

Рис. 3.1. Классификацияэлектромеханических измерительныхприборов

3.2.1. Приборы магнитоэлектрической системы

Однойиз самых простых (и исторически, пожалуй,самых ран­них) систем, используемыхпри построении электромеханическихприборовявляется магнитоэлектрическая (МЭ).

Конструкцияи принцип действия. Нарис. 3.2 упрощенно пока­занаконструкция механизма такой системы,которая содержит пре­образовательэлектрической величины (входногоизмеряемого тока) вмеханическую (угол отклонения) и отсчетноеустройство (ука­зательи шкалу).

Постоянныймагнит 1,магнитопровод2и цилиндрический сер­дечник3измагнитомягкого материала создаютравномерное ра­диальноемагнитное поле в воздушном зазоре, вкотором располо­жена и можетповорачиваться рамка 4сизмеряемым током. Рамка (несколькодесятков витков медного провода) жесткосвязана с осью5,на которой закреплена стрелка 7.Эти элементы образуют подвижнуючасть механизма.

Какизвестно, на проводник с током, находящийсяв магнит­ном поле, действует сила. Припротекании измеряемого тока Iв рамке,находящейся в магнитном поле зазора,возникает вращаю­щиймомент М,равныйпроизведению индукции Вмагнитногополя взазоре, активной (т.е. находя­щейсяв магнитном поле) пло­щадирамки S,числувитков wитоку Iврамке:

М= BSwI

Рис.3.2. Конструкциямагнитоэлектрического механизма:

1– постоянный магнит; 2– магнитопровод; 3– цилиндрический сердечник измагнитомягкого материала; 4– рамка с измеряемым током; 5– ось; 6– спиральная пружина; 7– стрелка; 8– шкала

Отсчетноеустройство –стрелка7и шкала 8–преобра­зуетугол отклонения (поворо­та)рамки α в показания (отсчет). Спиральнаяпружина 6служитдлясоздания противодействую­щегомомента Мпр:

Мпр=α Ω,

где α–угол поворота подвиж­нойчасти; Ω–удельныйпро­тиводействующиймомент.

Вращающиймомент застав­ляет рамку поворачиваться.Противодействующий момент направ­леннавстречу вращающему. В процессе поворотарамки противо­действующиймомент Мпрпропорциональнорастет. Это происхо­дитдо тех пор, пока моменты не станутравными. При М=Мпр

BS wI=αΩ.

Следовательно,угол поворота а имеет вид

α= (BSwI)/Ω.

Такимобразом, поскольку значения параметровВ,S,w,Ω,практическипостоянны, можно говорить о линейнойзависимос­тиугла поворота α (и, следовательно,показаний) МЭ приборов от значенияизмеряемой величины (в данном случаетока I).

Амперметрыи вольтметры. Дляизмерения малых токов (до 100мА) используются непосредственномагнитоэлектрические измерительныемеханизмы. Если требуется измерятьтоки, превосхо­дящиеток полногоотклонениямеханизма, то применяются шун­ты(точные резисторы с малым сопротивлением:десятые – ты­сячные доли ома) –рис.3.3,а.Приэтом через измерительный механизм (ИМ)течет ток Iм,представляющий собой только частьизмеряемоготока I.Зная соотношение между сопротивлениямирамкиИМ и шунта Rш,можнопереградуировать шкалу прибора илипересчитать показания в результатизмерения.

Схемамагнитоэлектрического вольтметраприведена на рис. 3.3,б.Последовательнос ИМ включается резистор RVсдоста­точнобольшим сопротивлением. Добавочныерезисторы RД1иRД2обеспечиваютнесколько диапазонов измерения напряженияUV

(UV3>UV2>UV1).ТокI через ИМ на любом диапазоне не долженпревосходитьноминального значения Iномдля механизма.

Рассмотримпример организации многопредельноговольтмет­ра.Предположим, имеется МЭ механизм ссопротивлением RИM= 10Ом и номинальным током Iном= 0,001 А. Тогда для организа­циина базе такого механизма вольтметра сдиапазоном измерения U1=1 В необходимо включить последовательнос механизмом ре­зисторRVстаким сопротивлением, которое обеспечитпри изме­ряемомнапряжении U1=1В ток через механизм Iном=1,0мА. Найдемзначение этого сопротивления:

RV=(U1/Iном)RИМ= (1:0,001) –10 = 990 Ом.

Еслимы теперь имеем МЭ вольтметр с диапазономизмерения U1= 1В и с внутренним сопротивлением Rвн=RИM+ RV= 1кОм, тодля расширения предела измерения до U2= 10В необходимо включить последовательнодобавочный резистор сопротивлениемRД1=9 кОм. Для расширения предела измерениядо U3=100 В (т. е. организацииеще одного диапазона) необходимоподключить последовательно с имеющимсярезистором RД1ещеодин добавоч­ныйрезистор RД2=90кОм. Таким образом, получаем схемумного­предельноговольтметра постоянного тока (см. рис.2.3,б).

Особенностимагнитоэлектрических приборов. ПриборыМЭ си­стемы,посравнению с другими электромеханическимиприбора­ми, имеют ряд преимуществ.

Этоболее высокие точность и чув­ствительность;равномерная (линейная) шкала; сравнительнома­лое собственное потребление энергииот источника сигнала; прак­тическоеотсутствие влияния внешних магнитныхполей (так как собственное поле в зазорезначительно). Есть и недостатки.

Этовозможность работы ИМ только на постоянномтоке; сравнительная сложность реальнойконструкции; заметная чувствительностьк пе­регрузкам, механическимвоздействиям, ударам, вибрации; изме­нениеупругих свойств пружины со временем, атакже зависимость показаний отизменениятемпературы окружающей среды.

Современныереальные конструкции, конечно, сложнеерас­смотренной.

ОбозначениеМЭ системы на шкалах приборов:

Источник: https://studfile.net/preview/3583772/

Сравнительная характеристика аналоговых и цифровых приборов

Применение аналоговых и цифровых электроизмерительных приборов

Не следует считать, что ЦИП в будущем полностью вытесняет аналоговые приборы. Аналоговые приборы просты и надежны. В тех случаях, когда оператору необходимо следить за уровнями изменяющихся во времени сигналов, стрелочные указатели более удобны из-за наглядности представления об изменениях величины, о ее минимальном значении, приближении к порогу и т. п.

По результатам, полученным на основе опыта производства и эксплуатации аналоговых и цифровых приборов, можно обобщенно сравнить аналоговые и цифровые приборы в координатах «точность» и «быстродействие», «стоимость» и «сложность».

Каждый аналоговый и цифровой прибор можно изобразить одной точкой на плоскости в координатах «точность» и «быстродействие», а затем полосы, заполненные точками, сжать в обобщенные кривые, представленные на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Сравнение аналоговых и цифровых измерительных устройств

На основе полученных зависимостей можно сделать следующие выводы. В области средней и высокой точности цифровые приборы имеют значительно более высокое быстродействие, чем аналоговые, а в области наиболее высокого быстродействия более высокую точность имеют аналоговые приборы (рис. 2.1, а).

Большая часть цифровых приборов имеет высокое быстродействие, но их возможная точность в этой области резко уменьшается, так как дальнейшее увеличение быстродействия после использования самых быстродействующих ключей возможно путем уменьшения числа ступеней квантования по значению, т.е. снижением точности. Точность аналоговых приборов с повышением быстродействия также уменьшается, но с определенного значения более медленно, чем у цифровых.

Это объясняется использованием в аналоговых приборах с наиболее высоким быстродействием в качестве выходной величины перемещения почти безынерционного луча.

Если аналогичное изображение совокупности всех цифровых и аналоговых измерительных приборов представить в координатах стоимости прибора и сложности решаемой измерительной задачи, то получим кривые, представленные на рис. 2.1, б. Анализируя их можно прийти к следующим выводам:

1) менее сложные измерительные задачи с меньшими затратами решаются аналоговыми приборами;

2) более сложные измерительные задачи, например задачи измерительно-информационных систем, обрабатывающих результаты измерения по сложной программе, с меньшими затратами решаются автоматически цифровыми измерительными устройствами;

3) при повышении быстродействия элементов цифровых приборов точка пересечения кривых в координатах «точность» и «быстродействие» сдвигается вправо, расширяя зону, в которой более совершенны цифровые приборы;

4) применение микропроцессоров, позволяющее уменьшить число корпусов микросхем в ЦИП, снижает их стоимость. Это приводит к сдвигу точки пересечения кривых в координатах «стоимость» и «сложность» влево, что еще в большей степени расширяет зону, в которой более экономичны цифровые измерительные приборы.

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Перейти к загрузке файла

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ СК6-13

Рис. 3.1 Внешний вид цифрового измерителя нелинейных искажений СК6-13

Автоматизированный цифровой прибор СК6-13 предназначен для измерения коэффициента гармоник при работе со встроенным генератором и среднеквадратического значения напряжения. Измеритель СК6-13 состоит из измерителя нелинейных искажений и перестраиваемого синхронно с ним генератора, что позволяет повысить производительность измерений при сокращении необходимых измерительных средств. Прибор СК6-13 обеспечивает автоматическое и ручное переключение пределов измерения, возможность запоминания значений частоты и напряжения генератора, вывод результата измерения на печать.

Основные технические характеристики прибора СК6-13

1. Диапазон рабочих частот: при измерений коэффициента гармоник — 10 Гц — 120 кГц; при измерении напряжения — 10 Гц — 600 кГц;

2. Диапазон измерения коэффициента гармоник (для входных напряжений 0.1… 100 В) 0,003-100% на пределах 0.01, 0.1, 1, 10, 100%;

3. Диапазон измерения среднеквадратического значения напряжения синусоидальной и искаженной формы (с КГ не более 30%) — 100 мкВ … 100 В на пределах 1, 10, 100 мВ;

4. 1, 10, 100 В в частотном диапазоне 10 Гц . . . 600 кГц;

5. Входное сопротивление прибора 15 кОм в режиме измерения КГ и не менее 500 кОм в режиме измерения напряжения;

6. Диапазон установки напряжения встроенного генератора — 1 мВ…9.99 В, выходное сопротивление Rвых = 600 Ом. Для напряжений 1…99.9 мВ (со встроенным делителем) Rвых не более 10 Ом.

Метрологические параметры прибора

1. Основная относительная погрешность измерения коэффициента гармоник [%];

2. Основная погрешность измерения напряжения [В];

3. Погрешность установки частоты встроенного генератора ±0.01f, напряжения [В];

4. Коэффициент гармоник встроенного генератора составляет 0.002…0.004% в диапазоне частот 100 Гц…20 кГц и не хуже 0.02% в диапазоне 20…120 кГц.

Прибор позволяет вывести результат измерения в двоично-десятичном коде 8-4-2-1 на разъем принтера. Прибор состоит из трех блоков — измерителя, генератора и микропроцессорной системы (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Структурная схема измерителя нелинейных искажений СК6-13

В режиме измерения коэффициента гармоник «» сигнал со входа измерителя поступает на масштабный усилитель-компрессор. Он ограничивает динамический диапазон сигнала с 60 до 6 дБ — то есть при изменении уровня входного сигнала от 0,1 до 100 В уровень выходного сигнала усилителя поддерживается в пределах 0,85…2,25 В. Это упрощает работу блоков фильтрации и цифрового вольтметра и снижает искажения, вносимые самим прибором.

Далее сигнал поступает на вход режекторного фильтра, построенного на основе трех RC-звеньев с коммутацией резистивных и емкостных матриц.

Этот фильтр удаляет (вычитает) из сигнала первую гармонику, оставляя высшие гармоники без изменения. Настройка режекторного фильтра производится микропроцессором тем же кодом, что и перестройка генератора. Тем самым обеспечивается точная настройка фильтра на частоту входного сигнала.

С выхода фильтра сигнал, представляющий собой сумму высших гармоник, подается на цифровой вольтметр. В его составе находится переключатель диапазонов измерения, преобразователь (детектор) среднеквадратического значения и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В приборе использован квадратичный детектор на сборке полевых транзисторов. Постоянное напряжение после детектора преобразуется АЦП двойного интегрирования в цифровой код.

Для вычисления коэффициента гармоник, согласно формуле

требуется сигнал суммы высших гармоник нормировать к уровню первой гармоники. Для этого в приборе предусмотрен блок выделения сигнала первой гармоники. Это полосовой фильтр и линейный детектор- выпрямитель. Постоянное напряжение, пропорциональное уровню первой гармоники, подается в качестве опорного на АЦП цифрового вольтметра. При этом АЦП вырабатывает код, равный отношению среднеквадратической суммы высших гармоник к уровню первой гармоники, как и полагается по формуле.

В режиме измерения напряжения «V» входной сигнал подается непосредственно на вольтметр. В качестве опорного в АЦП используется его собственный образцовый источник постоянного напряжения.

Генератор прибора представляет собой функциональный генератор с цифровым управлением. Он содержит два интегратора и суммирующий усилитель. Частота генератора регулируется переключением матрицы конденсаторов и резистивной матрицы делителя напряжения. Уровень выходного напряжения стабилизирован по амплитуде. К выходу функционального генератора подключен дискретный аттенюатор с цифровым управлением. Для получения малых значений выходного напряжения (до 100 мВ) предусмотрен дополнительный делитель напряжения 1:100, включаемый вручную тумблером на передней панели.

Управляющая часть прибора представляет собой цифровой блок, реализующий:

· прием и обработку команд с клавиш управления прибором;

· управление работой цифрового вольтметра;

· перестройку частоты генератора и режектроного фильтра;

· запоминание 9 значений частоты и уровня сигнала генератора (режим ПАМЯТЬ);

· переключение пределов измерения в ручном или автоматическом режимах;

· индикацию результатов измерения на цифровом табло.