Peranti pengukur digital: kelebihan dan kekurangan, prinsip operasi
Pengukuran digital adalah salah satu cara paling revolusioner untuk mengukur pelbagai kuantiti fizikal sepanjang sejarah umat manusia. Kita boleh mengatakan bahawa secara umum, sejak kemunculan teknologi digital, kepentingan peranti jenis ini telah banyak menentukan masa depan keseluruhan kewujudan kita.
Semua alat pengukur dibahagikan kepada analog dan digital.
Meter digital mempunyai kelajuan tindak balas yang tinggi dan kelas ketepatan yang tinggi. Ia digunakan untuk mengukur pelbagai kuantiti elektrik dan bukan elektrik.
Tidak seperti peranti analog digital, ia tidak menyimpan data yang diukur dan tidak serasi dengan peranti mikropemproses digital. Atas sebab ini, adalah perlu untuk merekodkan setiap ukuran yang dibuat dengannya, yang boleh membosankan dan memakan masa.
Kelemahan utama meter digital ialah mereka memerlukan sumber kuasa luaran atau pengecasan bateri selepas masa tertentu.Selain itu, ketepatan, kelajuan dan kecekapan peranti digital menjadikannya lebih mahal daripada peranti analog.
Peranti pengukur digital — peranti di mana nilai analog input X diukur secara automatik dibandingkan secara empirik dengan nilai diskret nilai (sampel) N yang diketahui dan keputusan pengukuran diberikan dalam bentuk digital (Bagaimanakah isyarat analog, diskret dan digital berbeza?).
Gambar rajah blok voltmeter digital
Apabila melakukan operasi perbandingan dalam alat pengukur digital, tahap dan masa nilai kuantiti terukur berterusan dikuantisasi. Hasil pengukuran (bersamaan berangka bagi nilai yang diukur) dibentuk selepas menjalankan operasi pengekodan digital dan dibentangkan dalam kod yang dipilih (perpuluhan untuk paparan atau binari untuk pemprosesan selanjutnya).
Meter cahaya digital
Operasi perbandingan dalam peranti pengukur digital dilakukan oleh peranti perbandingan khas. Biasanya, hasil akhir pengukuran dalam peranti sedemikian diperolehi selepas penyimpanan dan pemprosesan tertentu hasil operasi berasingan untuk membandingkan nilai analog X dengan nilai diskret berbeza nilai sampel N (perbandingan pecahan diketahui X dengan N dengan nilai yang sama juga boleh dilakukan).
Setara berangka X dibentangkan kepada peranti pengukur melalui peranti output dalam bentuk yang mudah untuk persepsi (paparan digital) dan, jika perlu, dalam bentuk yang mudah untuk dimasukkan ke dalam komputer elektronik (komputer) atau ke dalam sistem kawalan automatik (pengawal digital, pengawal logik boleh atur cara, geganti pintar, penukar frekuensi).Dalam kes kedua, peranti paling kerap dipanggil sensor digital.
Nonometer digital
Secara umum, peranti pengukur digital mengandungi penukar analog-ke-digital, unit untuk menjana nilai rujukan N atau satu set nilai pratakrif N, pembanding, peranti logik dan peranti output.
Peranti pengukur digital automatik mesti mempunyai peranti yang mengawal operasi unit fungsinya. Sebagai tambahan kepada blok berfungsi yang diperlukan, peranti mungkin mengandungi tambahan, contohnya, penukar nilai berterusan X kepada nilai berterusan perantaraan.
Penukar sedemikian digunakan dalam alat pengukur di mana X perantaraan boleh diukur dengan lebih mudah daripada yang asal. Penukaran X kepada kuantiti elektrik sering digunakan apabila mengukur pelbagai kuantiti bukan elektrik, seterusnya kuantiti elektrik sering diwakili oleh selang masa yang sama, dan sebagainya.
Lihat juga:
Penukar Analog kepada Digital (ADC) ialah peranti yang menerima isyarat analog input dan, dengan itu, isyarat digital keluarannya, sesuai untuk bekerja dengan komputer dan peranti digital lain, i.e. biasanya isyarat fizikal mula-mula ditukar kepada analog (sama dengan isyarat asal) dan kemudian isyarat analog ditukar kepada digital.
Meter digital menggunakan pelbagai kaedah pengukuran automatik dan litar pengukuran. N yang berasingan menentukan kekhususan terutamanya kaedah perbandingan.
X dan N boleh dibandingkan dengan kaedah pengimbangan dan pemadanan. Dalam kaedah pertama, perubahan dalam nilai N dikawal sehingga kesamaan (dengan ralat diskret) nilai X dalam N atau kesan yang dihasilkan olehnya dipastikan. Mengikut kaedah kedua, semua nilai N dibandingkan serentak dengan X, dan nilai X ditentukan oleh nilai yang sepadan dengannya (dengan ralat diskret) n.
Dalam kaedah padanan, beberapa pembanding biasanya digunakan secara serentak, atau X mempunyai keupayaan untuk bertindak pada peranti biasa yang membaca nilai N yang sepadan dengannya.
Pembezaan dibuat antara kaedah surih, sapuan dan pengimbangan bitwise, serta kaedah padanan surih atau baca surih, pengiraan berkala atau pengiraan berkala hasil perbandingan.
Multimeter digital
Alat pengukur digital pertama dalam sejarah ialah sistem pengekodan spatial.
Dalam peranti ini (sensor), mengikut skema pengukuran, nilai yang diukur ditukar dengan bantuan penukar analog ke dalam pergerakan linear atau sudut putaran.
Di samping itu, dalam penukar analog-ke-digital, anjakan atau sudut putaran yang terhasil dikodkan menggunakan topeng kod khas, yang digunakan pada cakera kod khas, dram, pembaris, plat, tiub sinar katod, dsb.
Topeng mencipta simbol (0 atau 1) kod nombor N dalam bentuk kawasan konduktif dan bukan konduktif, telus dan legap, magnet dan bukan magnet, dsb. Dari kawasan ini, pembaca khas mengalih keluar kod yang dimasukkan.
Kaedah yang paling biasa untuk mengalih keluar ralat kekaburan adalah berdasarkan penggunaan kod kitaran khas, di mana nombor bersebelahan berbeza hanya dalam satu bit, i.e. ralat baca tidak boleh melebihi langkah pengkuantitian. Ini dicapai kerana fakta bahawa apabila setiap nombor ditukar dengan satu dalam kod kitaran, hanya satu aksara ditukar (sebagai contoh, kod Kelabu digunakan).
Pengekod digital
Bergantung pada pelaksanaan pengekod, transduser pengekodan spatial boleh dibahagikan kepada transduser sentuhan, magnet, induktif, kapasitif dan fotoelektrik (lihat — Cara pengekod berfungsi dan berfungsi).
Contoh meter digital: