Содержание материала

Перейдем теперь к изучению вопроса о принципе перевода информации из кратковременной электрической памяти в долговременную память, размещенную в БОУ. Этот перевод осуществляется с помощью аналого- цифрового преобразователя. В фиксирующих приборах типов ФИП, ФИП-1 и ФИП-2 используется логарифмирующий нелинейный АЦП. В линейном импульсном фиксирующем приборе типа ЛИФП используется линейный АЦП. Аналого-цифровой преобразователь обеспечивает циклический разряд запоминающего конденсатора С1 с
помощью считывающего конденсатора С2. Количество циклов разряда подсчитывается счетчиком в БОУ и индицируется на шкале ФП.
Разряд конденсатора C1 на конденсатор С2 осуществляется через замкнутый контакт АЦП1.1 и контролируется компаратором К в АЦП. Если напряжение на С2 превышает заданное значение UK, т. е. если, то компаратор срабатывает и АЦП совершает очередной цикл переключений: размыкается АЦП1.1 и кратковременно замыкается контакт АЦП1.2. При этом считывающий конденсатор С2 разряжается до нуля на R3. Одновременно с контактом АЦП1.2 кратковременно замыкается и выходной контакт АЦП 1.3, формирующий очередной импульс АЦП.
Если на очередном цикле считывания окажется, что то компаратор не срабатывает и АЦП перестает переключать свои контакты. На этом процесс преобразования заканчивается.
Работа компаратора К в схеме АЦП описывается логическим выражением

где К — логическая переменная, равная 0 или 1; Uc2 —  напряжение на считывающем конденсаторе С2; UK — значение напряжения порога срабатывания компаратора.
Значения переменных в этом логическом выражении меняются по правилу
При этом на конденсаторах С1 и С2 некоторое время сохраняется остаточное напряжение, не превышающее порога срабатывания компаратора UK. Вследствие неидеальности изоляции конденсаторов и элементов печатной платы ФП это остаточное напряжение через некоторое время снижается до нуля. Чем больше было исходное напряжение на запоминающем конденсаторе UC10. Тем больше циклов N потребуется для его разряда до ... следовательно, N является возрастающей Функцией значения фиксируемого параметра.
В ФП используются АЦП, реализующие две характеристики преобразования: приборы типов ФИП, ФИП-1 и ФИП-2 — логарифмические, а приборы типов ЛИФЦ — линейные.


Рис. 6. Временная диаграмма работы логарифмирующего

Рассмотрим работу логарифмирующего АЦП. Его временная диаграмма приведена на рис. 6 и начинается с момента замыкания контакта ЗУ1.3 в схеме на рис. 3. Замкнутое состояние контакта ЗУ 1.3 сохраняется все время работы АЦП и последующего режима блокировки вплоть до момента снятия показаний и деблокирования ФП при нажатии кнопки «Сброс». В исходном состоянии АЦП его контакт АЦП1.1 замкнут, поэтому в момент замыкания контакта ЗУ1.3 заряженный запоминающий конденсатор С1 подключается к незаряженному считывающему конденсатору С2. После окончания процесса первого перезаряда напряжение на обоих конденсаторах  оказывается одинаковым и меньшим, чем исходное напряжение на С1:


Через время, достаточное для полного перезаряда конденсаторов C1 и С2, АЦП размыкает свой контакт АЦП1.1 и затем замыкает свои контакты АЦП1.2 и АЦП1.3. Длительность замкнутого состояния контактов АЦП1.2 должна превысить время полного разряда считывающего конденсатора С2 на разрядный резистор Кроме того, время замкнутого состояния контакта АЦП1.3 должно превысить минимально допустимую длительность импульса, регистрируемого счетчиком импульсов в БОУ. Оба эти условия легко удовлетворяются за время в несколько десятых долей секунды. Затем АЦП размыкает контакты АЦЛ1.2 и АЦП1.3 и вновь замыкает контакт АЦП1.1. В процессе переключений контактов АЦП должны быть полностью исключены моменты одновременного замыкания контактов АЦП 1.1 и АЦП1.2, так как это привело бы к неконтролируемому разряду конденсатора С, на резистор R3 и недопустимому искажению показаний ФП.
При замыкании контакта АЦП1.1 заряженный запоминающий конденсатор С1 вновь подключается к незаряженному считывающему конденсатору С2 и заряжает его до напряжения

Тогда

Эти условия работы АЦП легко реализуются с использованием релейно-контактной элементной базы, которая и использована в АЦП приборов типов ФИП, ФИП-1 и ФИП-2. Однако логарифмирующий характер зависимости (8) создает определенные неудобства при расшифровке показаний ФП, так как на шкале БОУ выводится информация о числе Ν, а зафиксированные значения токов и напряжений приходится определять по градуировочным таблицам или графикам. Поэтому в последние годы выпускается ФП типа ЛИФП на интегральных микросхемах с линейной характеристикой АЦП. Принцип работы этого прибора отличается от рассмотренного прибора с логарифмической характеристикой


где b<0, т. е. показания на шкале БОУ пропорциональны зафиксированному значению тока.
Подобрав значения коэффициентов р и b, можно обеспечить значение Ν, численно равное зафиксированному значению I0 в амперах или килоамперах. Это устраняет необходимость использования градуировочных графиков или таблиц, существенно упрощает работу персонала по снятию показаний ФП. Быстрое отключение конденсаторов С2 и С1 по командам компаратора К в линейном АЦП осуществляется бесконтактной микросхемой. Разряд конденсатора С2 на резистор до нуля также осуществляется бесконтактной микросхемой.
Однако переход на линейный закон преобразования в АЦП увеличивает относительные погрешности квантования в начале шкалы. Поэтому логарифмирующие ФП типов ФИП, ФИП-1 и ФИП-2 с логарифмическими характеристиками удается сделать с одним пределом измерения на каждом из возможных 50-кратных диапазонов измерения, а ФП типа ЛИФП приходится делать с двумя пределами и автоматическим выбором пределов измерения.
Эта операция осуществляется по команде ПО, который при больших значениях фиксируемого тока подает команду на изменение масштаба преобразования в 10 раз. Эта команда отражена на рис. 3 в виде пунктирной линии. В АЦП осуществляется 10-кратное увеличение значения порога срабатывания компаратора (10Uк), а в БОУ соответственно осуществляется перенос запятой на цифровой шкале на один разряд вправо, что также увеличивает показания в 10 раз.