3. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

В частотных цифроаналоговых системах целесообразно для наблюдения и контроля представлять информацию об измеряемой величине в цифровой форме. Это позволяет сочетать высокую точность измерения с наглядностью, а также в большинстве случаев исключать ошибку при считывании.

Любое устройство цифровой индикации построено на счетчике, в котором подсчитывается число импульсов либо за эталонный интервал времени при измерении скорости и положения (для частотного датчика положения), либо за интервал времени, определяемый режимом работы контролируемой системы, при измерении соотношения скоростей и положения, когда перемещение определяется количеством импульсов. Время измерения зависит от единицы измерения контролируемой величины и допустимой погрешности.

Устройства измерения частотно-импульсных сигналов отличаются вводимыми дополнительными схемами, которые устраняют погрешность измерения в единицу младшего разряда и уменьшают время, необходимое для выполнения логических операций.

Структурная схема для измерения частоты вращения показана на рис. 47. Кварцевый генератор вырабатывает эталонные частоты которые сдвинуты во времени по отношению друг к другу на полпериода. Частота поступает на делитель частоты выходы которого соединены с логической схемой управления предназначенной для открывания схемы совпадения на эталонное время измерения и формирования логических сигналов переноса и сброса. Эталонное время измерения , где

n - число импульсов датчика за заданная абсолютная точность измерения за .

Импульсы измеряемой частоты с датчика через формирователь Ф поступают на схему синхронизации на второй вход которой приходят импульсы эталонной частоты Использование схемы синхронизации позволяет избежать потери информации и сбои при прохождении импульсов через схему совпадения в счетчик По окончании времени измерения информация из счетчика импульсом переноса через схемы совпадения переписывается в регистр памяти . Импульс сброса, вырабатываемый в конце импульса переноса, сбрасывает счетчик импульсов и делитель частоты в нулевое состояние, начиная тем самым новый цикл измерения. С регистра памяти информация об измеряемой частоте вращения через дешифратор и усилитель мощности поступает на цифровые индикаторы

Рис. 47. Структурная схема цифрового измерителя частоты вращения

При определении соотношения двух частот вращения используется подсчет количества импульсов одной частоты за временной интервал, задаваемый второй частотой. При этом может быть использована схема, аналогичная показанной на рис. 47. В этом случае одна из измеряемых частот подается на делитель частоты (она определяет временной интервал измерения), а вторая через схему совпадения — на счетчик импульсов. Точность и временной интервал измерения в таких схемах будет расти с увеличением емкости делителя частоты, задающего измерительный цикл. Здесь целесообразно применять делитель частоты с переменной емкостью, которая могла бы увеличиваться по мере возрастания измеряемых частот. Это позволяет уменьшить динамическую

погрешность При определении соотношения сигналов низкой частоты и обеспечить высокую точность в верхней части диапазона измерения.

Устройство измерения частотно-импульсных сигналов выполнено на интегральных схемах серии с применением для делителя частоты и счетчика импульсов элементов средней интеграции поэтому можно использовать серийно выпускаемые индикаторы состоящие из регистра памяти, дешифратора, усилителя мощности и индикаторной лампы типа