Вопрос 1
Вопрос 2
Вопрос 3
Список использованных источников
Вопрос 1. Назначение, принцип действия, основные параметры датчиков. Классификация датчиков.
Назначение датчиков – преобразование физической величины (электрической или чаще всего неэлектрической) в электрический сигнал, который может быть далее усилен, преобразован при помощи электронных устройств и/или передан по линиям передач. Выходными сигналами датчиков могут быть напряжение, ток или заряд, описываемые такими характеристиками как амплитуда, частота, фаза или цифровым кодом. Набор характеристик, описывающих сигнал, называется форматом выходного сигнала. Каждый датчик характеризуется набором входных параметров (любой физической природы) и набором выходных параметров.
Все датчики можно разделить на датчики прямого действия и составные. Датчики прямого действия преобразуют внешнее воздействие непосредственно в электрический сигнал, используя для этого соответствующее физическое явление (например, фотоэффект). В составных датчиках выходной электрический сигнал получают после проведения несколько преобразований энергии из одного вида в другой и наконец в электрическую. В составе измерительных систем датчики могут быть наружными и встроенными. Наружные реагируют на внешние воздействия и сообщают системе об изменениях в окружающих условиях. Встроенные осуществляют контроль за функционированием измерительных систем, что необходимо для поддержания корректной работы всех внутренних устройств системы.
Системы классификации датчиков могут быть самыми разнообразными в зависимости от цели проведения классификации. Например, одна из наиболее распространенных – датчики могут быть разделены на активные и пассивные. Активные датчики для своей работы нуждаются в электрическом сигнале возбуждения от внешнего источника энергии (например, резистивный тензодатчик, меняющий свое сопротивление в зависимости от величины деформации). Эти датчики называются также параметрическими. Пассивные датчики не нуждаются в дополнительном источнике энергии и в ответ на внешнее воздействие или его изменение на выходе такого датчика появляется электрический сигнал (фотодиод, например). В зависимости от выбора точки отсчета датчики можно разделить на абсолютные и относительные. Абсолютный датчик определяет внешний сигнал в абсолютных физических единицах, не зависящих от условий измерений.
Вопрос 2. Структура и принципы построения микропроцессоров. Типовая структура микропроцессорных систем.
Процессор - это функциональный блок вычислительного устройства, предназначенный для реализации обработки цифровых данных и управления ходом этой обработки. Указанные действия выполняются процессором по командам, которые он автоматически считывает из памяти вычислителя.
В обобщенном виде функционирование процессора может быть представлено как циклическое чередование двух этапов – (1) выборки (чтения) команд из памяти и их дешифрации, и (2) выполнения команд.
Выборка (чтение) команд является автоматическим процессом, происходящим под воздействием импульсов от генератора тактовых импульсов (ГТИ), и не зависит от программиста в смысле механизма реализации, который жестко определяется аппаратной структурой процессора.
Дешифрация команды представляет собой процесс формирования последовательности управляющих сигналов для всех узлов процессора и других блоков вычислителя на основе информации (т.е. кода), содержащегося в команде.
Действия, выполняемые в соответствии с командой, могут представлять собой арифметическую или логическую обработку данных, пересылку данных, формирование адреса следующей команды или изменение режимов работы процессора. В любом случае эти действия определяются программистом в рамках имеющейся в его распоряжении системы команд конкретного процессора. После выполнения действий, задаваемых командой, процессор автоматически переходит к выборке следующей команды из памяти.
Современные микропроцессоры существенно различаются набором функциональных блоков и связями между ними. Тем не менее, в структуре любого процессора можно выделить основные элементы, определяющие специфику процессора как управляющего центра вычислителя. Прежде всего, речь идет о двух блоках: устройстве управления и операционном устройстве.
Вопрос 3. Автоматические системы контроля. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.
Система автоматического контроля (САК) предназначена для получения количественной информации о различных физических величинах (параметров) по которым оценивается технологический режим работы объекта автоматизации. Всякая САК состоит из элементов, узлов и устройств, выполняющих различные функции. Схематично САК может быть представлена структурой, приведенной на рисунке 3.
Датчик (Д) измеряет значение контролируемого параметра объекта (ОБ) контроля и преобразует его в сигнал, удобный для усиления и передачи. Для технологических измерений в основном используются датчики преобразующие неэлектрическую величину в электрический сигнал
Усилитель (У) – устройство усиливающее слабый сигнал, поступающий от датчика, до уровня достаточного для воздействия на исполнительный элемент.
Измерительное устройство (ИУ) – устройство, посредством которого фиксируется результат измерения.
1. Головенков С.В. Основы автоматики и автоматического регулирования станков с программным управлением. – М.: Машиностроение, 1988.
2. Головинский О.И. Основы автоматики. – М.: Высш.школа, 1987.
3. Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования. – М.: Высшая школа, 1989
4. Зимодро А.Ф, Скибинский Г.Л. Основы автоматики. – Л.: Энергоатомиздат, 1984
5. Келим Ю.М. Электромеханические и магнитные элементы системы автоматики. – М.: Высшая школа,1991
6. Клюев А.С. Автоматическое регулирование. – М.: Высшая школа,1986
