將式(6)、式(7)代入式(5)則有:
考慮工頻為50Hz,通常取T1=20ms或它的整數(shù)倍,f0是固定的鐘頻,所以N1為一個常數(shù)。基準(zhǔn)電壓UR也為一個恒定量,因而只要知道計數(shù)器在比較階段所計脈沖數(shù)N2,就可以準(zhǔn)確地得到被測電壓UX的平均值。
因?yàn)槭菍ζ骄禍y量而不是對瞬時值進(jìn)行測量,可將對稱的串模干擾平均抵消掉,所以抗干擾能力很強(qiáng)。只要積分采樣時間T1為干擾信號周期的整數(shù)倍,就有極高的串模抑制比。這種原理的數(shù)字電壓表準(zhǔn)確度高,穩(wěn)定性好,其主要原因是UX和UR共用一個積分器及鐘頻,式(8)中不存在積分元件R和C變化的影響,降低了對積分器的要求。此外,測量比較時間T2的標(biāo)準(zhǔn)脈沖不需要長時間的穩(wěn)定性。因?yàn)榻?jīng)V/T變換后的時間T2正比于T1,若T1有變化,T2也隨之變化,只要兩者變化速率相同,則對測量結(jié)果不產(chǎn)生誤差。
為了解決該儀器的穩(wěn)定性和末尾數(shù)跳字的問題,采用了高質(zhì)量的積分電容,準(zhǔn)確度高的電阻。變壓器的初、次級進(jìn)行有效地屏蔽和可靠的分離,在信號的輸入端加上RC濾波器、采用帶有靜電屏蔽的儀器外殼對整個電子線路部分進(jìn)行有效屏蔽等。這些都可靠保證了該儀器的測量準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
二、主要技術(shù)數(shù)據(jù)
1.量程
(1)量程1:(-3.000~19.999)mV;
(2)量程2:(18.00~199.99)mV;