В Ц. и. у., основанном на принципе последовательного счёта, измеряемая величина сравнивается с др. однородной величиной, получаемой в результате сложения одинаковых приращений, число которых при равенстве сравниваемых величин (с погрешностью до единичного приращения) принимается за числовое значение измеряемой величины.
Такие Ц. и. у. применяются преимущественно для измерения интервалов времени, частоты и др. физических величин с промежуточным преобразованием их в интервал времени. На рис. 1 показана схема такого Ц. и. у. Измеряемый интервал времени Тх ограничивается моментами появления двух электрических импульсов — «начало» и «конец». По этим импульсам формирователь вырабатывает строб-импульс длительностью Тх , который поступает на один из входов совпадений схемы ; на др. её вход подаются импульсы с высокой частотой повторения f , вырабатываемые генератором опорных импульсов. Число импульсов ny на выходе схемы совпадений, подсчитанное счётчиком, равно ny = S[f (Tx ]. При ny /f0 << Tx число nx можно принять за значение измеряемого интервала. Счётчик опорных импульсов вырабатывает также код, соответствующий числовому значению интервала Тх .
Принцип поразрядного уравновешивания (сравнения и вычитания) предусматривает сравнение измеряемой величины с др. однородной величиной, получаемой в результате суммирования различных по величине приращений, всегда одних и тех же для данного Ц. и. у. Сумма приращений компенсирующей величины (с погрешностью до наименьшего приращения) принимается за числовое значение измеряемой величины (так же, например, как при взвешивании на обычных рычажных весах массу тела определяют по номиналам масс уравновешивающих его гирь). Принцип поразрядного уравновешивания используется главным образом в Ц. и. у. для измерения электрических величин (напряжения и силы постоянного тока, сопротивления и др.), а также некоторых неэлектрических величин, предварительно преобразованных в электрические. На рис. 2 показана схема цифрового вольтметра постоянного тока. Измеряемое напряжение Ux поступает на один из входов сравнивающего устройства; на др. его вход подаётся компенсирующее напряжение Uk от формирователя компенсирующего напряжения с программным управлением. Сравнивающее устройство вырабатывает один из двух взаимоисключающих сигналов: Uk > Ux или Uk £ Ux . По сигналу Uk £Ux устройство управления выдаёт команду формирователю на увеличение Uk на следующее приращение. По сигналу Uk > Ux устройство управления даёт формирователю команду снять последнее из приращений и заменить его меньшим приращением. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не наступит увеличение Uk на наименьшее приращение, возможное для данного формирователя. После этого в устройстве управления вырабатывается код, соответствующий полной сумме приращений, который и подаётся на отсчётное устройство.
Лит.: Швецкий Б. И., Электронные измерительные приборы с цифровым отсчётом, 2 изд., К., 1970; Шкурин Г. П., Справочник по электро- и электронно-измерительным приборам, М., 1972; Орнатский П. П., Автоматические измерения и приборы, 3 изд., К., 1973; Шляндин В. М., Цифровые измерительные преобразователи и приборы, М., 1973; Электрические измерения, под ред. А. В. Фремке, 14 изд., Л., 1973; Гитис Э. И., Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств, 3 изд., М., 1975.
Н. Н. Вострокнутов.
Рис.1. Схема цифрового измерительного устройства для измерения временных интервалов: ФС — формирователь строба-импульса; И — схема совпадения; ГОИ — генератор опорных импульсов; СЧ — счётчик импульсов; ОУ — отсчётное устройство; Тх — измеряемый интервал времени; f — частота повторения опорных импульсов; ny — число импульсов, уложившихся в интервал времени Тх .
Рис. 2. Схема цифрового вольтметра постоянного тока: СУ — сравнивающее устройство; ФКН — формирователь компенсирующего напряжения; ПЗУ — программное запоминающее устройство; ОУ — отсчетное устройство; Ux — измеряемое напряжение; Uк — компенсирующее напряжение.
Цифровое моделирование
Цифрово'е модели'рование способ исследования реальных явлений, процессов, устройств, систем и др., основанный на изучении их математических моделей (математических описаний) с помощью ЦВМ. Программа, выполняемая ЦВМ, также является своеобразной моделью исследуемого объекта. При Ц. м. используют специальные проблемно-ориентированные языки моделирования; одним из наиболее широко применяемых в моделировании языков является язык CSMP, разработанный в 60-х гг. в США. Ц. м. отличается наглядностью и характеризуется высокой степенью автоматизации процесса исследования реальных объектов.
Цифровой дифференциальный анализатор
Цифрово'й дифференциа'льный анализа'тор, специализированная цифровая интегрирующая машина, основу которой составляют цифровые интегрирующие устройства (интеграторы), выполняющие интегрирование по независимой переменной, задаваемой в виде приращений (представленных в двоичной или троичной системе счисления). Решение задачи в Ц. д. а. определяется взаимодействием интеграторов, организуемых так же, как это делается в схемах набора задач в аналоговой вычислительной машине (АВМ). Ц. д. а. занимает промежуточное положение между АВМ и ЦВМ: по способам подготовки и методам решения задач Ц. д. а. имеют много общего с АВМ, а по формам представления данных и используемым элементам — с ЦВМ.
Ц. д. а. по сравнению с АВМ обладают более высокой точностью вычислений, но меньшими быстродействием и универсальностью; они могут выполнять интегрирование по любой независимой переменной, а АВМ — только по времени. Ц. д. а. не могут решать сложных логических задач, как ЦВМ. Изменение переменных в Ц. д. а. определяется накоплением приращений, вследствие чего быстродействие Ц. д. а. обратно пропорционально обеспечиваемой точности вычислений: чем выше требуемая точность, тем меньше должна быть величина каждого элементарного приращения и соответственно ниже быстродействие.
Ц. д. а. делятся на последовательные и параллельные. В последовательных Ц. д. а. интегрирование осуществляется за счёт многократного использования одного физически реализованного интегратора и запоминания результата интегрирования. Такие Ц. л. а. относительно просты и недороги. В параллельных Ц. л. а. все интеграторы работают одновременно; такие Ц. д. а. сложнее и дороже последовательных, но обеспечивают более высокое быстродействие.
Лит.: Цифровые аналоги для систем автоматического управления, М. — Л., 1960; Каляев А. В., Введение в теорию цифровых интеграторов. К., 1964; его же, Теория цифровых интегрирующих машин и структур, М., 1970; Корн Г., Корн Т., Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины, пер. с англ., [ч.] 2, М., 1968.