数字式显示仪表的原理及组成

数字显示仪表一般是由模数转换、非线性补偿及标度变换三大部分组成。它是以电信号为输入量，直接用数字显示被测量。实现数字显示的关键是通过a/d转换装置把连续变化的模拟量变换成断续的数字量。在生产中要求显示仪表反映的显示值是被测参数的函数，并且要求能自动地补偿其它干扰因素，这些函数关系有些是线性的，但多数是非线性的。为了将被测参数能以绝对值的形式显示出来，对于显示仪表，需要将被测参数进行一些必要的运算、处理及非线性补偿，同时补偿其它参数对被测参数的影响。在a/d转换中，采用一定的计量单位使连续变化的模拟量整量化，得到近似的断续的数字量。计量单位越小整量化的误差也就越小，a/d转换装置的频率响应、前置放大的稳定性等也越高，数字量就越接近于连续量本身的值。这一过程是通过双积分型、电压频率转换型、脉冲宽度调制型及逐次比较电压反馈编码型等a/d转换器来实现的。非线性补偿或标度变换是对检测来的信号进行必要的运算，使数字式显示仪表能以被测参数的直接数字表达出来。模拟式非线性补偿通过改变运算放大器的放大倍数来补偿不同范围的输入电压，而数字式非线性补偿则是先把被测参数的模拟量经过a/d转换成数字量后再进入非线性补偿环节，具有精度高、通用性强的优点，随着数字计算机的发展，标度变换及非线性补偿任务由计算机来完成。