定义:数字电压表是一个电压敏感设备。它措施AC要么直流电压和显示直接价值数字形式而不是指针偏转。DVM.是一种首字母缩写数字电压表。DVM是第一次发明的1954年通过安德鲁凯。
存在影响数字电压表(DVM)的测量精度的因素。这些基本上是温度,输入阻抗,电源电压的变化等。
正如我们所知的那样模拟仪器提供结果指针偏转在连续规模。相反,一个数字仪器提供结果离散的数字。从而在一起提供准确性和多功能性。
DVM的输入范围可能因±1 V.至1000 V.。精密DVM提供输入电阻的1gΩ或高于小于的电压范围20 V.。
数字电压表的框图
下图显示了典型数字电压表的框图。
正如我们所看到的,框图由带有模拟的衰减器组成,然后在它之后是数字转换器。该ADC单元基本上区分了我们将稍后讨论的各种类型的数字电压计。
在通常是一个的电路中也采用计数器部分十年柜台。该读出系统用于显示数字电压输入信号。
数字电压表的工作
让我们现在看一下数字电压表的详细图。下图将帮助您了解DVM的工作。
衰减器部分由串联电阻组成,可衰减输入信号。点A处的电压与输入电压V完全相同在。
通过电压划分规则,清楚的是,B处的电压将小于A的电压。类似地,C处的电压肯定会小于点A和B的电压。因此,以这种方式,衰减器部分工作。
现在,所关注的事情是什么需要这个衰减器在电路的开头?
因此,原因是放置的衰减器,最小化可能损坏设备其他部件的过电压。它基本上是一个预定义电阻网络执行电路保护的衰减。
这里,衰减被称为十年的衰减,因为它是数字电压表,我们需要十进制计数。这意味着如果发生衰减它将在10的权力。
因此,在ADC的输入时,我们将具有VIN / N作为输入电压。
:n = 1,10,100,1000
电路中使用的ADC将模拟信号转换为数字一个,以提供数字输出。数字信号是拥有的数字信号2级即,0.和1。
因此,ADC V的输入在/ n转换为数字信号。这将为我们提供一系列数字脉冲。一个脉冲为1 mV,如ADC,我们已经将分辨率作为1 mV /步骤。
然后将这些数字脉冲馈送到计数器单元。在这里,我们使用过十年柜台。十进制计数器计数在十进制的异组二进制中。
一个整体的计数器单元由3岁的柜台这是级联的。这些十年计数器有能力计算0-9即,10计数。因此,这三个将达到1000。
DC 7447.将BCD值转换为7段显示。这意味着现在输入值将以数字格式显示。该小数点选择器在电路末尾将选择十进制的位置根据电压的幅度。
数字电压表的类型
DVM的分类基于不同的ADC转换方法 -
- 斜坡式DVM
在斜坡型DVM中,操作基本上取决于时间的测量。斜坡电压从输入电压水平变为0电压的时间,反之亦然。电子时间间隔计数器用于测量时间间隔,并且计数以数字显示为电压表输出。
让我们看看斜坡型DVM的框图和操作原理。
在这里,正如我们在下图所示,所示的负面斜坡电压显示。将该斜坡电压与未知电压进行比较。当斜坡电压变得等于测量下的电压时,在电路中采用的输入比较器产生脉冲。
现在,斜坡电压降至达到0值。在电路中采用的地面比较器产生停止脉冲。该停止脉冲关闭门。
该门打开时间持续时间是成比例的价值输入电压。此处采用的采样率多纤维器用于找到测量周期开始的速率。
2.双斜率集成型DVM
下图显示了双斜率集成类型DVM的框图。
对于固定的时间间隔,模拟输入通过开关S施加到积分器。输入电压的电平在比较器中升高到一些所需的正值,因为我们可以在下图中看到。
在固定时间间隔结束时,电压的增加速率将与输入电压成比例。
此时计数设置为0和开关得到转移参考电压。现在,积分器的输出将开始减小并下降,直到它达到比较器参考电压以下。此时控制逻辑将收到信号以便停计数。
计数器所示的计数与输入电压成比例的计数将是测量值,因此在数字读出时显示。
3.集成DVM类型
在这类数字电压表中,通过固定的测量时间测量输入电压的真实值。
这里,采用了一种使用的集成技术电压变频转换。该电压变频器充当反馈控制系统。这基本上管辖脉冲产生速率与施加输入电压的大小成比例。
在电压到频率转换技术,a脉冲训练是生成的。这些脉冲的频率取决于所测量的电压。
然后计数这些脉冲,其显示在明确的时间间隔中。毕竟,脉冲的频率是输入电压的函数,脉冲的数量是输入电压的指示。
4.连续近似DVM
在这类DVM中,ADC采用了使用连续近似转换器。因此它被命名为所以。这些能够每秒1000读数。
在开始,在开始/停止多谐振荡器处应用开始脉冲。由此,控制寄存器的MSB被设置为高,所有其他位为低。所以,为了一个8位控制寄存器,阅读将是10000000。
从而使DAC的输出为参考电压的一半。
现在,比较器将转换器的输出与输入电压进行比较,并产生将导致控制寄存器在其MSB中保留1的输出。
在电路中采用的环转换器前进,然后在第二次移位一个1。这将导致控制寄存器的MSB及其读数为11000000。
因此,DAC通过一个增量增加了其参考,并且对参考的输入电压进行了另一个比较。以这种方式通过连续近似测量周期进行。在达到最后一个计数时,测量周期停止。
控制寄存器中数字格式的输出显示输入电压的最终近似。
数字电压表的优点
- DVM提供数字读数消除观察错误。因此提供更好可读性。
- DVM提供更好准确性和多功能性与模拟电压计相比。
- DVM有A.更快的速度与模拟仪器相比,取电压读数。
- DVM的输出可以馈送到存储器设备以进行进一步计算。
- 降低DVM的大小增加该可移植性如果是仪器。
DVM提供准确性0.5%+ 1数字和工作温度范围是-5⁰c到55⁰c。
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