Цифровые вольтметры.

Цифровые вольтметры предназначены для измерения постоянного, медленно изменяющегося напряжения, а также переменного. В последнем случае во входном устройстве переменное напряжение преобразуется в постоянное. На Рис.5 приведена обобщённая структурная схема цифрового вольтметра.

Рис. 5

Здесь в качестве входного устройства может быть использован высокоомный делитель, катодный повторитель с большим входным сопротивлением с калиброванным делителем; детектор при измерении переменного напряжения.

После входного преобразователя измеряемое напряжение поступает в АЦП. В АЦП оно сравнивается с образцовым напряжением. Последнее может быть получено от стабилизированного источника питания: специального генератора, выходное напряжение которого изменяется по заданному закону; или может быть использован нормальный элемент.

В результате сравнения напряжений образуется определенный код, который, например, может быть выражен какой-то комбинацией импульсов или интервалом времени. После выработки кода в работу вступают блоки дешифратора, коммутатора, индикаторов.

В зависимости от вида используемого АЦП, цифровые вольтметры подразделяются на три группы: последовательного счета, поразрядного кодирования, считывания. Выбор того или иного вида АЦП связан с потребностью иметь ЦИП либо высокой точности, либо высокой чувствительности, либо высокого быстродействия.

В настоящее время наибольшее распространение получили кодо-импульсные вольтметры (ЦИП взвешивания), имеющие самую высокую точность, высокую чувствительность.

Рассмотрим принцип работы кодо-импульсного вольтметра. В этом вольтметре устройство управления работой прибора реагирует на разность ( - измеряемое, — образцовое напряжение) до тех пор, пока эта разность не станет меньше величины, определяемой разрешающей способностью вольтметра. Взаимодействие блоков вольтметра показано на структурной схеме (рис. 6).

Рис. 6

В сравнивающем устройстве (СУ) происходит автоматическое сравнение входного напряжения с образцовым, которое вырабатывается в цифро-аналоговом преобразователе (ЦАП). От СУ, в зависимости от знака разности , поступает соответствующий сигнал в устройство управления (УУ). С помощью УУ происходит автоматическое переключение поддиапазонов измерений, указание полярности входного напряжения и воздействие на ЦАП. Устройство управления принудительно изменяет калиброванное напряжение в соответствии с принятым кодом до тех пор, пока не будет обеспечено равенство . Параллельно УУ формирует код для отсчётного устройства (ОУ).