I.P.S.I.A. di BOCCHIGLIERO a.s. 2012/2013 -classe IV- Materia: Elettronica Telecomunicazioni ed Applicazioni ---Voltmetri – digitali ----Alunne: prof. Ing. Zumpano Luigi Ricca Giuseppe Voltmetri digitali Una delle applicazione più comuni dei convertitori A/D riguardano il loro utilizzo negli strumenti di misura per grandezza elettriche analogiche. Tali strumenti sono sostanzialmente costituiti da un convertitore A/D preceduto da un circuito di condizionamento che permette di trasformare la grandezza sotto misura (resistenza, corrente o tensione AC o DC) in una tensione continua compressa entro la dinamica di ingresso dell'ADC. Il codice binario in uscita dal convertitore è poi trasformato in modo da permettere la visualizzazione del valore decimale su di un display a sette segmenti a più cifre decimali. Esistono in commercio diversi convertitori A/D che comprendono internamente tutta la logica necessaria a rappresentare il dato di uscita su un display di tipo standard. Questi componenti sono comunemente indicati la sigla DVM (Digital, VoltMeter); rispetto ai comuni converitori A/D, presentano la particolarità di avere l'indicazione della risoluzione, non espressa dal numero di bit, ma dal numero delle cifre decimali dei dati di uscita. Un componente commerciale piuttosto comune è l'integrato ICL7107, di cui e riprodotto parte della del data sheet in fondo il volume, nella realizzazione della Harris. Si tratta di un DVM a 3 cifre con indicazioni di segno, ciò valori visualizzati in uscita sono compressi fra -1999 e + 1999. I voltmetri digitali solitamente impiegano un circuito convertitore analogico-digitale, in genere costituito da un integratore a doppia rampa. Una tensione di riferimento nota viene applicata all'integratore per un tempo fisso, facendo salire linearmente la rampa di tensione, dopodiché viene applicata la tensione da misurare e misurato il tempo impiegato dalla rampa per passare al nuovo valore. La tensione ignota è data dal prodotto tra la tensione di riferimento per il tempo di salita diviso per il tempo di discesa. È importante che il valore della tensione di riferimento rimanga il più costante possibile durante la misurazione, mantenendosi stabile nel tempo, anche rispetto a variazioni della temperatura. Per questa ragione nei voltmetri ad alte prestazioni il circuito convertitore, solitamente un chip ibrido, viene progettato dal costruttore stesso dello strumento, risultando pertanto un custom non disponibile in commercio. Perché le misure siano affidabili, i voltmetri digitali ad alte prestazioni, al pari di altri strumenti, devono essere periodicamente sottoposti a calibrazione a intervalli di tempo indicati dal costruttore nel manuale di servizio abbinato allo strumento; non sono rari i casi in cui il costruttore garantisce le specifiche dichiarate solo entro un lasso di tempo di 90 giorni, a partire dalla data di ricalibrazione dello strumento. In pratica, per avere la certezza che i valori letti dallo strumento corrispondano alle specifiche dichiarate, lo stesso deve essere sottoposto a calibrazione a intervalli di tre mesi. Le tensioni di riferimento campione sono ottenute con la pila Weston o con sistemi elettronici basati per esempio sulla banda di conduzione di un semiconduttore; questi sono utilizzati per la taraturadei calibratori primari. I voltmetri digitali di classe elevata, tramite bus IEEE-488 possono essere collegati in rete con altri strumenti ed essere gestiti da computer. Il primo voltmetro digitale fu inventato e prodotto da Andy Kay della Non-Linear Systems nel 1954.