数显表的组成
一只数显表应具备a/d转换、非线性补偿及标度变换三部分。
1、a/d转换: 将模拟量转换成数字量,有专门的单芯片。
2、非线性补偿: 大多数被测参数与显示值之间呈现非线---,为了消除非线性误差,必须在仪表中加入非线性补偿电路。常用的方法有:模拟式非线性补偿法、非线性数模转换补偿法、数字式非线性补偿法等。
3、标度变换: 测量值与工程值之间往往存在一定的比例关系,数显表显示的不应该是输入值,而是实际的工程值,所以要进行标度变换。一般数显表的显示量程是全范围可设定的。
v-t型数字电压表工作过程波形图,启动脉冲位于斜坡脉冲起点,关门脉冲位于斜坡脉冲与被测电压ux的交点,图3(d)表示在这个时间间隔内通过t门的标准时间脉冲个数。v-t型数字电压表的准确度首先取决于标准时间脉冲发生器所发脉冲频率的稳定程度,因为若单位时间发出的脉冲个数发生波动,必然影响读数。其次决定于斜坡上升的线性,若斜坡呈线性上升,则可---电压上升值与时间间隔成正比。目前这两方面的技术都比较成熟,所以v-t型数字电压表准确度也比较高。
(3)电压-频率变换型 所谓电压-频率变换型是指测量时将被测电压值转换为频率值,数显表设置,然后用频率表显示出频率值,即能反映电压值的大小。这种表又称为v-f型,图4为v-f型数字电压表原理框图。
图中有两个振荡器,ho为固定频率振荡器, ao为可控频率振荡器。利用被测电压直接控制ao的输出电压频率,使被测电压越大,频率就越高,数显表,经混频器混频之后,输出的频率也越高;当被测电压为零时,让可控频率振荡器ao输出的频率等于ho的频率,经混频器混频之后,输出频率为零。这样就能通过可控频率振荡器,把被测电压值转换为频率值,然后通过计数显示出来。只要适当选择ao和ho的振荡频率,就能够使显示器读数直接等于被测电压值。
既然可以用被测电压直接控制可控频率振荡器的频率,为什么不直接测量可控频率振荡器频率值作为对应的被测电压值,而要用混频的方法呢?原来,数显表仪表,采用混频的主要目的是提高输出频率的变化范围,并取得零点。因为,一般是用改变变容管电容c的方法来改变可控频率振荡器频率的,数显表怎么调,已知振荡器频率,当变容管可控时,它的电容值可以在一定范围内变化。
3)应用平衡电路:一个系统的稳定程度取决于信号源、信号引线、负载的平衡以及其它杂散分布参数的平衡。为提高仪器仪表抗共模干扰能力,采用平衡措施使两线路上所转换的电压相等,以此来降低耦合到负载上的该部分共模电压。
4)电源引入干扰的抑制:在仪器仪表内部主要的干扰来自小功率变压器产生的漏电流。为防止泄漏电流干扰,可将变压器初级绕组放在屏蔽层之内,并将屏蔽层接地,此时变压器初级绕组上的相电压通过对屏蔽层的分布电容,使漏电电流直接流入地,而不再流入放大器、测量电路和信号源中产生干扰。为防止电源变压器引入干扰,采用三层屏蔽结构即电源变压器初级屏蔽层直接与表壳接地,供电装置的次级绕组与所有屏蔽层相接,放大器电源的次级绕组屏蔽层与放大器地处于等电位状态。由电源引起的脉冲状干扰,对数字电路有较大影响,应在电源线路上加装高频滤波器,滤波器应装在输入和输出引线都经过穿心电容进行滤波的铁制屏蔽盒内。

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