Автоматика жүйесінің элементтері
1.Автоматика жүйесінің элементтері. Автоматика элементтерінің классификациясы.
Қазіргі заманғы автоматика жүйелерінің ең маңызды және жауапты элементтері микро-ЭЕМ басқарушылар болып табылады. Олар басқарудың жоғары сенімділігін, дәлдігі мен сапасын, иерархиялық және бөлінген басқару құрылымдарын құру мүмкіндігін, сырттан келіп түсетін ақпаратты тез және сапалы өңдеуді, жұмыс режимдерінің алуан түрлілігін, өзін-өзі бақылау және өзіндік диагностикалау, резервтеу мүмкіндіктерін, пайдаланушылармен Достық интерфейсін қамтамасыз етеді.
Микро-ЭЕМ-нің маңызды артықшылығы оның әмбебаптығы болып табылады. Бір микро-ЭЕМ әртүрлі сыртқы құрылғылармен, датчиктермен және басқару объектілерімен ұштасуы мүмкін. Бұл ретте орындалатын микро-ЭЕМ функцияларын өзгерту басқару бағдарламасын қарапайым ауыстыру немесе түзету арқылы жүргізіледі.
Автоматика элементтері орындалатын функциялар, құрылымдар, әрекет принципі, сипаттамалары, түрлендірілетін сигналдардың физикалық табиғаты және т. б. бойынша өте әртүрлі.
1)Элементтердің кіріс сигналдарын түрлендіру үшін қажетті энергияны қалай алуына байланысты олар пассивті және активті болып бөлінеді. Автоматиканың пассивті элементтері - кіріс әсері (хвх сигналы) кіріс сигналының энергиясы (мысалы, редуктор) есебінен Шығыс әсеріне (қылқан жапырақты сигнал) түрлендірілетін элементтер. Кіріс сигналын түрлендіру үшін Автоматиканың белсенді элементтері қосалқы көзден (мысалы, қозғалтқыш, күшейткіш) энергияны пайдаланады.
2)Кіру және шығу энергиясына байланысты автоматика элементтері: электр; гидравликалық; пневматикалық; механикалық;
3)Реттеу және басқару жүйелеріндегі орындалатын функциялар бойынша автоматика элементтері: датчиктер; күшейткіштер; атқарушы құрылғылар; реле; есептеу элементтері; Келісуші элементтер; қосалқы элементтер және т.б.
2.Автоматты жүйелердегі сигналдар. Жіктелуі және сипаттамасы.
Сигнал - хабарды көрсететін физикалық процесс. Техникалық жүйелерде электр сигналдары жиі қолданылады. Сигналдар әдетте уақыт функциялары болып табылады.
Сигналдардың жіктелуі. Сигналдарды әртүрлі белгілері бойынша жіктеуге болады:
1.Үздіксіз (аналогтық) - үздіксіз уақыт функцияларымен сипатталатын сигналдар.
2.Детерминацияланған - уақыттың детерминирленген функцияларымен сипатталатын сигналдар, яғни мәндері кез келген уақытта анықталған.
3.Периодтық - мәндері периодқа тең интервал арқылы қайталанатын сигналдар (t) = х (t+nT), мұндағы n = 1,2,...,Yen; T-период.
4.Каузалды - уақыт басы бар сигналдар.
5.Финиттік - соңғы ұзақтық сигналдары және анықтау аралығынан тыс нөлге тең.
6.Когерентті - анықтаудың барлық нүктелерінде сәйкес келетін сигналдар.
7.Ортогональды - қарама-қарсы когерентті сигналдар.
Сигнал сипаттамалары:
1.Ко сигналының ұзақтығы - сигнал бар уақыт аралығы.
2.Fc спектрінің ені - сигналдың негізгі қуаты шоғырланған жиілігі.
3.Сигнал базасы-сигнал спектрінің енін оның ұзақтығына көбейтеді.
4.Динамикалық диапазон Dc-логарифм сигналдың ең жоғары қуатының қатынасы - Рмах, ең төменгі - Pmin
Dc = log (Pmax Pmin ).
5.Сигнал көлемі Vc = Tc Fc Dc арақатынасымен анықталады.
6.Энергетикалық сипаттамалар: жылдам қуат - P (t); орташа қуат-Рср және энергия - E
P ( t) = x2 ( t);
3.Аналогты құрылғылар. Операциялық күшейткіш. шартты графикалық белгілеу. Қосудың негізгі сұлбалары және параметрлері.
Аналогтық электрондық құрылғылар - бұл электрондық аспаптар негізінде орындалған аналогтық электр сигналдарын күшейту және өңдеу құрылғылары.
Аналогты электрондық құрылғылар топтары:
Күшейткіштер - бұл қуат көзінің энергиясы есебінен берілген пішін бойынша неғұрлым дәл көшірме болып табылатын жаңа сигнал қалыптастыратын, бірақ Ток бойынша одан асып түсетін, қуат бойынша кернеулі құрылғылар.
Операциялық күшейткіш - дифференциалды кірісі бар тұрақты токтың күшейткіші және, әдетте, күшейткіштің жоғары коэффициенті бар жалғыз шығу. ОУ әрдайым терең теріс кері байланысы бар схемаларда қолданылады, ол ОУ күшейтудің жоғары коэффициенті арқасында алынған схеманы күшейтуберу коэффициентін толық анықтайды.
Қазіргі уақытта ОУ жеке чиптер түрінде де, функционалдық блоктар түрінде де кеңінен қолданылады.
ОУ күшейту коэффициенті (кДж) ОС болмаған кезде кіріс сигналына (токқа) осы өсуді тудырған Шығыс кернеуінің (токтың) өсуінің қатынасына тең.
Шығыс кедергісі (RВЫХ) - бұл бос жүріс кернеуінің қысқа тұйықталу тогына (UХХІКЗ) қатынасы ретінде анықтауға болатын ОУ ішкі Шығыс кедергісі, және әр түрлі ОУ үшін шамамен ондық-жүздік Ом шамасын құрайды.
Кіріс ығысу тогы (ІВХ) кіріс биполярлық транзисторлардың қалыпты жұмысы үшін қажетті ОУ кіріс тізбегіне өтетін ток.
Ығысу кернеуі (UСМ) кірістердегі кернеудің айырымы ретінде анықталады, ол кезде кірістерге қосылатын резисторлардың келісілген кедергілері кезінде UВЫХ=0 болады.
Максималды Шығыс тогы (ІВЫХ.MAX). Шығу бойынша қысқа тұйықталудан ішкі қорғанысы бар ОУ үшін бұл шектеу режимінде қысқа тұйықталудың шығу тогы.
4.Операциялық күшейткіштерде өткізу жиіліктік-тәуелді тізбектердегі функциялар. Инверторленетін кіріс бойынша қосу схемасы.
Операциялық күшейткіш - бұл екі кірісі бар - инвертор және инвертор емес тұрақты ток күшейткіші. Ол күшейту коэффициентінің және кіріс кедергісінің үлкен мәндерімен сипатталады. Әдетте, операциялардың көпшілігі оның инвертирленетін кірісінде ұйымдастырылады, бұл ретте инвертирленбейтін кіру жалпы қоректену шинасына қосылады. Инверттік күшейткіш сипатталады неинвертирующий вход операциялық күшейткіштің жерге тұйықталады (яғни, қосылған жалпы шығару тамақтану). Ең жақсы ОУ-да күшейткіштің кіріс арасындағы кернеулердің айырмасы нөлге тең. Сондықтан кері байланыс тізбегі инвертирленетін кіруде нөлге тең кернеуді қамтамасыз етуі тиіс. Инвертивті күшейткіш схемасы
Схеманың жұмысы келесідей түсіндіріледі. Сондықтан R1 және R2 резисторлары арқылы өтетін токтар өзара тең және бағыт бойынша қарама-қарсы болады, онда негізгі ара қатынас түрі болады
Сонда бұл схеманың күшейту коэффициенті тең болады
5.Операциялық күшейткіштерде өткізу жиіліктік-тәуелді тізбектердегі функциялар. Кірістегі функционалдық потенциометрмен инвертірленетін кіру бойынша қосу схемасы.
"Операциялық күшейткіш" (ОУ) термині алғаш рет Аналогты операцияларды орындайтын құрылғыларда қолданылатын күшейткіштердің мамандандырылған класын белгілеу үшін автоматты реттеу теориясында қолданылған: масштабтау, интегралдау, дифференциалдау, жиынтықтау және т.б. интегралдық орындауда, әдетте, ОУ тұрақты токтың күшейткіші болып табылады. Кері байланыспен қамтылған интегралдық ОУ әртүрлі функционалдық құрылғыларды: масштабты күшейткіштерді, жиынтықтаушы және шегеруші құрылғыларды, интеграторларды, дифференциаторларды, жиілікті іріктеуші құрылғыларды, логарифмдік күшейткіштерді, амплитудалық реттеуіштерді, демодуляторларды, генераторларды және т.б. іске асыру кезінде қолданылады. Мұндай ОУ кернеу күшейткіштері деп аталады. Олардың оңайлатылған шартты белгіленуі суретте келтірілген. 6.1. Бұл суретте көрсетілген: UДС - инвертациялайтын (жоғарғы) және инвертациялайтын (төменгі) кіріс арасында берілетін дифференциалды сигнал кернеуі; UС - синфазалық сигналдың кернеуі. Дифференциалды сигнал әдетте жалпы шинаға қатысты ОУ инвертирленетін және инвертирленбейтін кірістеріне сәйкес тіркелген екі сигнал түрінде ұсынылады. Бұл ретте олардың амплитудасы бірдей және UДС 2 тең, ал фазалары белгі бойынша қарама-қарсы.
Кернеудің идеалды ОУ түсінігін енгіземіз. Ол келесі сипаттамаларға ие болуы тиіс: - тұрақты токтағы дифференциалды сигналдың күшейту коэффициенті A0 = АДС =UВЫХ UДС --; - rвх дифференциалды сигналға кіріс кедергісі.ДС -- infinity ; − шығу кедергісі RВЫХ = 0; − төменгі граничная жиілігі fН = 0; − жоғарғы граничная жиілігі fВ -- infinity ; − коэффициенті басу синфазных сигналдарды NCC = АДС АҚҚ -- infinity;
6.Операциялық жүйелер базасында типтік Аналогты реттеуіштер, күшейткіштер.
Түзеткіш құрылғыларды (реттегіштерді) пассивті төртұштыларда да, белсенді сүзгіштер түрінде де іске асыруға болады. Соңғы функционалды ыңғайлы, өйткені аналогтық сигналдарды азайту және қосу операцияларын ұйымдастыруға мүмкіндік беретін операциялық күшейткіштер базасында құрылған. Сонымен қатар белсенді сүзгілер пассивті тізбектерден айырмашылығы күшейткіш қасиеттерге ие. Олардың негізінде басқарудың Типтік өнеркәсіптік заңдарын (ПИ, ПИД және т.б.) іске асыру оңай. Сонымен қатар, бір - бірімен тікелей арнайы Келісуші құрылғыларсыз байланысуға болады және әдетте реттеуіштердің платасы деп аталатын бір платаға орналастыруға болады. Аналогтық реттеуіштер үздіксіз уақыт функциялары болып табылатын аналогтық сигналдарды ғана түрлендіреді. АР арқылы өту кезінде үздіксіз сигналдың әрбір сәттік мәні түрлендіріледі.
АР-ты іске асыру үшін Операциялық күшейткіш (ОУ) теріс кері байланысы бар жиынтықтаушы күшейткіштің схемасы бойынша қосылады. Реттеуіш түрі және оның беру функциясы оу кірісіндегі және кері байланыстағы тізбектердегі резисторлар мен конденсаторларды қосу схемасымен анықталады.
7.Операциялық күшейткіш-сызықты емес элемент. Қосу схемаларының мысалдары.
Операциялық күшейткіш-дифференциалды кірісі бар тұрақты токтың күшейткіші және, әдетте, күшейткіштің жоғары коэффициенті бар жалғыз шығу. ОУ әрдайым терең теріс кері байланысы бар схемаларда қолданылады, ол ОУ күшейтудің жоғары коэффициенті арқасында алынған схеманы күшейтуберу коэффициентін толық анықтайды.
Қазіргі уақытта ОУ жеке чиптер түрінде де, функционалдық блоктар түрінде де кеңінен қолданылады. Негізгі қосу сұлбалары:
ОУ күшейту коэффициенті (кДж) ОС болмаған кезде кіріс сигналына (токқа) осы өсуді тудырған Шығыс кернеуінің (токтың) өсуінің қатынасына тең.
Шығыс кедергісі (RВЫХ) - бұл бос жүріс кернеуінің қысқа тұйықталу тогына (UХХІКЗ) қатынасы ретінде анықтауға болатын ОУ ішкі Шығыс кедергісі, және әр түрлі ОУ үшін шамамен ондық-жүздік Ом шамасын құрайды.
Кіріс ығысу тогы (ІВХ) кіріс биполярлық транзисторлардың қалыпты жұмысы үшін қажетті ОУ кіріс тізбегіне өтетін ток.
Ығысу кернеуі (UСМ) кірістердегі кернеудің айырымы ретінде анықталады, ол кезде кірістерге қосылатын резисторлардың келісілген кедергілері кезінде UВЫХ=0 болады.
8. Операциялық күшейткіш - белсенді сүзгі элементі.
Белсенді сүзгі - бір немесе бірнеше белсенді компоненттер, мысалы, транзистор немесе Операциялық күшейткіш бар Аналогты электрондық фильтрлер түрлерінің бірі.
Белсенді сүзгілерде сүзгі элементтерін схеманың қалған электрондық компоненттерінен бөлу принципі қолданылады. Жиі сүзгі жұмысына әсер етпеуі қажет. Белсенді сүзгілерде күшейткіштерді қолдану бәсең RC-тізбектерді каскадты жалғау кезінде қол жеткізбеуге мүмкіндік береді. Белсенді сүзгілердің пассивті сүзгілермен салыстырғанда артықшылықтары арасында:
* индуктивтілік катушкаларының болмауы;
* үздік таңдау;
* пайдалы сигналдардың өшуін өтеу немесе тіпті олардың күшеюі;
* ИМС түрінде сатуға жарамдылығы
Белсенді сүзгілердің кемшіліктері бар:
- қуат көзінен энергияны тұтыну;
- шектеулі динамикалық диапазон;
- сигналдың қосымша сызықсыз бұрмалануы.
Бірнеше түрлі белсенді сүзгілер бар, олардың кейбірі бар және пассивті нысаны:
:: Жоғары жиіліктер сүзгісі -- сигналдың гармоникалық құраушы амплитудасын кесу жиілігінен жоғары әлсіретеді (әдетте айтарлықтай).
:: Төмен жиіліктер сүзгісі -- сигналдың гармоникалық құрамдастарының амплитудасын кесу жиілігінен төмен әлсіретеді (әдетте айтарлықтай).
* Жолақ сүзгі-сигналдың гармоникалық құрамдастарының амплитудасын кейбір жолақтан жоғары және төмен әлсіретеді (әдетте айтарлықтай) ::
* Режекторлы сүзгі-белгілі бір шектеулі жиілік жолағында гармоникалық құраушы сигнал амплитудасын әлсіретеді
9.Баттерворт белсенді сүзгілерінің параметрлерін есептеу әдістемесі-жоғарғы және төменгі жиіліктердің.
Белсенді фильтрлер - сигнал спектрін өзгерту және спектрден кейбір жиілік жолағын (өткізу жолағын) бөліп алу қабілетіне ие схемалар. Сүзгіштер: жоғары жиіліктегі сүзгілерге, төмен жиіліктегі сүзгілерге, жолақтық сүзгілерге, бөгейтін (режекторлық) сүзгілерге (reject-ауытқу)
Сүзгілерді қолдану:
ФВЧ-сигналдан тұрақты құрауышты жою.
ФНЧ-гармоникалық құрауыштарды жою.
Ең танымал сүзгілер: Баттерворт, Чебышев, Бессель, эллиптикалық.
Баттерворттың сүзгілерін қарастырайық.
Өткізу жолағында жазық АЧХ және одан тыс жоғары тік АЧХ сипатталады.
Баттерворт сүзгілерінің параметрлерін есептеу коэффициенттер кестесінің көмегімен жүзеге асырылады:
10.Релелік реттеуіштер. Типтік реттеуішті іске асыру пайдалана отырып ШИМ реттегіштерін курастыру.
Позициялық реттеуіштер реттеуші органның тіркелген ережелердің (позициялардың) біріне ауысуын қамтамасыз ететін басқарушы сигнал қалыптастырады. Мұндай ережелер екі, үш және одан да көп болуы мүмкін. Олардың саны бойынша екі -, үш-және көп позициялы реттеуіштер ажыратылады. Екі позициялы электр реттегіштер кеңінен таралған, үш позициялы сирек қолданылады.
Екі позициялы реттеуіштің маңызды элементі -- Шмитт триггері-тұрақты тепе-теңдіктің өзінің екі күйлерінің бірін ұзақ уақыт сақтайтын ауыстырып қосу құрылғысы және бір күйден екіншісіне сырттан белгі бойынша ауысып отыратын құрылғы болып табылады. Электронды релелік реттеуіштерде мұндай ауыстырып қосу сигналы-келісу сигналы.
ШИМ принципі - ендік-импульстік модуляция импульстің жүру жиілігінің тұрақтылығы кезінде импульс енін өзгертуден тұрады.
Электрондық құрылғылардың қайталама қоректену көздерінің көпшілігі қазіргі уақытта импульстік түрлендіргіштер негізінде құрылады, ендік-импульстік модуляция және D класты төмен (дыбыстық) жиілікті күшейткіштерде, дәнекерлеу аппараттарында, автомобиль аккумуляторларын зарядтау құрылғыларында, инверторларда және т.б. қолданылады.
Ендік-импульстік модулятор
11.Инерциялық жүйедегі реттеуіштер.
Реттеуіш - басқару объектісінің жұмысын бақылайтын және ол үшін басқарушы (реттеуші) сигналдарды шығаратын құрылғы. Реттеуіштер жеке құрылғы түрінде немесе басқарушы құрылғының негізгі бағдарламасында қолданбалы пакет түрінде орындалуы мүмкін.
Аппараттық реттегіштерді бөлуге болады:
1.Сыртқы энергияның жұмысы үшін пайдалану бойынша;
2.Пайдаланылатын сыртқы энергия түрі бойынша: электрлік; пневматикалық; гидравликалық; аралас.
3.Реттелетін параметр түрі бойынша: температураны, қысымды, деңгейді, шығысты және т. б. реттегіштер.
4.Реттеу заңы бойынша, яғни реттелетін параметр өзгерген кезде уақыт бойынша реттеушілік әсерді өзгерту бойынша.Бұл реттеуіштер бағдарламалық пакет түрінде аппараттық типті(аналогтық) және дигиталды болуы мүмкін.
Реттеуіштердің қасиеттері мен типтері:
1.P-реттеуші, пропорционалды реттеуші.
P-реттеуіштің беріліс функциясы: Gp (s) = Kp. Реттеуіш объектіге қатенің шамасына пропорционал басқарушы әсер етеді.
2.I-реттеуіш, интегралдайтын реттеуіш.
I-реттеуіштің беріліс функциясы: Gi(s) = 1Ti*s. Е қатесінен интегралға пропорционалды басқару әсері:
Р-реттегіштің артықшылығы - оның тез әрекет етуі реттеу процесінің жоғары тұрақтылығы.
12. Берілген құрылғылар. Жылдамдық және интенсивтік.
Берілген құрылғының мақсаты - берілген әсерді автоматты басқару жүйесіне енгізу болып табылады. Ол белгілі бір түрде басқарылатын процестің қажетті ағымы туралы ақпаратты қамтиды. Логикалық бағдарламалармен автоматты басқарудың барлық жүйелерінде жұмыс бағдарламасы берілген құрылғыны енгізеді. Берілген әсердің сипаты мен ондағы ақпараттың көлемі берілген құрылғының құрылымын анықтайды.
Өнеркәсіпте пайдаланылатын бағдарламалық басқаруы бар автоматты жүйелер әртүрлі және әртүрлі күрделілік дәрежесі бар құрылғылар бар. Кері байланыссыз тұрақты бағдарламасы бар қарапайым АБЖ-да беру құрылғылары ретінде механикалық, электрлік, гидравликалық, сондай-ақ құрамдастырылған болуы мүмкін командоаппараттар қолданылады. Қарқындылық артқышы белгілі бір қарқынмен жылдамдыққа берілген уақыт кезінде сызықтық өзгеретін сигналды қалыптастыруға арналған.
Қарқындылық бергішінің құрылымдық сұлбасы
Салыстырмалы бірліктердегі қарқындылық бергіштің математикалық моделінің параметрлерін анықтаймыз.
Жүктеу қарқыны:
Сызықсыз элементтің шектеу деңгейі): Q=0.9
Зи интегралдаушы звеносының уақыт тұрақтысы:
13.Келісуші элементтер.ЦАП бойынша қағидаттар - құрылысы және негізгі параметрлері.
Басқару жүйелерінің құрамындағы функционалдық элементтер-датчиктер, реттеуіштер, блоктарды беретін-сигнал түрі, ток түрі, кедергі және қуат және т. б. бойынша әртүрлі болуы мүмкін. Элементтердің осы тобына ток түрін келісетін фазалық детекторлар, сигнал түрін келісетін цифрлық-аналогтық және аналогтық-сандық түрлендіргіштер, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін эмиттерлік қайталағыштар, қуат күшейткіштері, гальваникалық бөлгіштер және басқа да элементтер жатады.
Сандық-аналогтық түрлендіргіш - сандық деректерді аналогтық сигналға аударуға арналған құрылғы. Бұл схеманың аналогтық және сандық бөліктері арасындағы көпір. САТ қолдану аясы өте кең. Бұл -- дыбыс күшейткіштері, аудиокодектер, бейне өңдеу, бейнелеу құрылғысы, деректерді тану жүйесі, датчиктер мен басқа да өлшеу құрылғыларын калибрлеу, қозғалтқыштарды басқару схемасы, деректерді тарату жүйесі, сандық потенциометрлер, бағдарламаланатын радио (SDR) және т.б. Сат жұмыс істеу принципі аналогтық сигналдарды(ток немесе кернеу) қосу болып табылады.
Сат құрамында үш негізгі бөлікті бөліп көрсетуге болады: резисторлы матрица, кіріс санымен басқарылатын электрондық кілттер және шығыс кернеуін қалыптастыратын қосқыш. Сандық-аналогтық түрлендіргіштер кіріс деректерінің типі бойынша тізбекті және параллельге бөлінеді. Биттілігі бойынша жоғары дәлдікпен немесе жоғары жылдамдығымен (6-8 разряд) сат бөлінеді. Шығыс сигналы кернеу, ток немесе заряд түрінде болуы мүмкін.
ЦАП және АСТ негізгі параметрлері:
1.Рұқсат ету қабілеті-кванттау сатыларының санын анықтайды.
2.Қате және сызықсыз:
3.Жылдамдық (АСТ) -- түрлендірудің максималды жылдамдығы немесе түрлендіру уақыты:
4. Қорек кернеуі Uпит, тірек кернеуі Uоп.
14.Келісуші элементтер. ЦАП. Кодтарды есептеу үлгісісандық-аналогтық жүйесінде әсер ету-енгізіледі.
Басқару жүйесінің құрамына сигнал түрі, ток түрі, кедергі, қуат және т. б. бойынша әр текті функционалдық элементтер кіреді, сондықтан элементтерді қосу кезінде олардың сипаттамаларын келісу қажет. Бұл функцияны және Келісуші элементтерді орындайды. Оларға мыналар жатады: ток түрін келісетін фазалық детекторлар, гальваникалық бөлгіштер, ЦАП және АСТ, сигнал түрін келісетін, эмиттерлік қайталағыштар, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін, қуат бөлгіштері.
ЦАП. Сат қолдану аясы өте кең. Бұл дыбыс күшейткіштері, аудио кодектер, бейне өңдеу, Бейнелеу құрылғысы, деректерді тану жүйесі, датчиктер мен басқа да өлшеу құрылғыларын калибрлеу, қозғалтқыштарды басқару схемасы, деректерді тарату жүйесі, сандық потенциометрлер, бағдарламаланатын радио (SDR) және т.б.
Жалпы жағдайда сат микросхемасын бірнеше цифрлық кірісі және бір аналогтық кірісі, сондай-ақ аналогтық шығысы бар блок түрінде ұсынуға болады.
САТ жұмыс істеу принципі аналогтық сигналдарды (ток немесе кернеу) қосу болып табылады. Қосу кодтың тиісті разрядының мәніне байланысты нөлге немесе бірлікке тең коэффициенттермен жүргізіледі. ЦАП шығыс сигналы ток, кернеу немесе заряд түрінде болуы мүмкін. Ток шығысы бар түрлендіргіштер негізінен прецизионды және жоғары жиілікті сұлбаларда қолданылады.
15. Келісуші элементтер. АСТ. шартты белгілеу. Жіктелуі, негізгі параметрлері.
Басқару жүйесінің құрамына сигнал түрі, ток түрі, кедергі, қуат және т. б. бойынша әр текті функционалдық элементтер кіреді, сондықтан элементтерді қосу кезінде олардың сипаттамаларын келісу қажет. Бұл функцияны және Келісуші элементтерді орындайды. Оларға мыналар жатады: ток түрін келісетін фазалық детекторлар, гальваникалық бөлгіштер, ЦАП және АСТ, сигнал түрін келісетін, эмиттерлік қайталағыштар, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін, қуат бөлгіштері.
Аналогты-сандық түрлендіргіш (АСТ) - кернеуді екілік сандық кодқа түрлендіретін электрондық құрылғы. АСТ жұмысында негізгі операцияларды атап көрсетуге болады: кіріс және эталондық кернеулерді салыстыру, деңгей нөмірін анықтау, берілген кодта Шығыс санын қалыптастыру. АСТ екі негізгі түрге бөлінеді: параллель және дәйекті әрекет.
АСТ параметрлері: статикалық, динамикалық, шуыл.
Статикалық параметрлер
Рұқсат ету қабілеті-АСТ шығысындағы кодтық комбинациялардың ең көп санына кері шама. Рұқсат ету қабілеті пайызбен, разрядтарда немесе децибелдерде көрсетіледі және қол жетімді дәлдік тұрғысынан АСТ-ның әлеуетті мүмкіндіктерін сипаттайды.
Динамикалық параметрлер
Дискретизацияның (түрлендірудің) ең жоғарғы жиілігі - таңдалған АСТ параметрі берілген шектерден шықпайтын сигналдың таңдау мәндерінің пайда болуы болатын ең үлкен жиілік. Секундта таңдау санымен өлшенеді. (Tпр) түрлендіру уақыты - дискретизация импульсінің басынан немесе түрлендірудің басталуынан шығуда осы іріктемеге сәйкес келетін тұрақты код пайда болғанға дейін есептелетін уақыт. Іріктеу (байқау) уақыты - бір таңдау мәні пайда болатын уақыт.
16. Келісуші элементтер. Тізбекті АСТ шот.
Басқару жүйесінің құрамына сигнал түрі, ток түрі, кедергі, қуат және т. б. бойынша әр текті функционалдық элементтер кіреді, сондықтан элементтерді қосу кезінде олардың сипаттамаларын келісу қажет. Бұл функцияны және Келісуші элементтерді орындайды. Оларға мыналар жатады: ток түрін келісетін фазалық детекторлар, гальваникалық бөлгіштер, ЦАП және АСТ, сигнал түрін келісетін, эмиттерлік қайталағыштар, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін, қуат бөлгіштері.
Бұл түрлендіргіш бір-бірімен жақындатылған тізбекті АСТ-ның типтік үлгісі болып табылады және компаратордан, есептеуіштен және ЦАП-тан тұрады. Компаратордың бір кіруіне кіріс сигналы, ал екіншісіне - сат кері байланыс сигналы түседі
Тізбекті шоттың АСТ-ы.
Түрлендіргіштің жұмысы гти-дің тактикалық импульстерінің генераторынан түсетін импульстердің жиынтық санын қосатын есептеуішті қосатын іске қосу импульсі кірісінен басталады. Есептеуіштің Шығыс коды оны Uос кері байланыс кернеуіне түрлендіруді жүзеге асыратын сат беріледі. Қайта құру процесі кері байланыс кернеуі кіріс кернеуімен салыстырылып, өзінің шығу сигналымен тактілік импульстердің есептеуішке түсуін тоқтататын компаратор ауысқанға дейін жалғасады. Компаратордың 1-ден 0-ге ауысуы түрлендіру процесін аяқтауды білдіреді. Түрлендіруді аяқтау сәтіндегі кіріс кернеуіне пропорционалды Шығыс коды есептеуіштің шығуынан есептеледі.
17. Келісуші элементтер. АСТ теңдеуі-салыстырушы.
Басқару жүйесінің құрамына сигнал түрі, ток түрі, кедергі, қуат және т. б. бойынша әр текті функционалдық элементтер кіреді, сондықтан элементтерді қосу кезінде олардың сипаттамаларын келісу қажет. Бұл функцияны және Келісуші элементтерді орындайды. Оларға мыналар жатады: ток түрін келісетін фазалық детекторлар, гальваникалық бөлгіштер, ЦАП және АСТ, сигнал түрін келісетін, эмиттерлік қайталағыштар, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін, қуат бөлгіштері.
АСТ керемет теңдестіру өте танымал. АСТ іске қосылған кезде компаратор кіріс кернеуін бастапқы сәтте 0-ге тең сат шығуынан түсетін кернеумен салыстыра бастайды. Компаратор "үлкен" сигналын шығарады, ол бойынша басқару құрылғысы коэффициенттің мәнін белгілейді, сол арқылы '1'сат аға разрядын белгілей отырып. Осыдан кейін компаратор кіріс кернеуін сат шығысынан түсетін кернеумен қайта салыстырады. Егер кіріс кернеуі тағы да ЦАП-дан кернеу көп болса, онда компаратор қайтадан "көбірек" сигналын шығарады және басқару құрылғысы коэффициент орнатады, осылайша ЦАП келесі разряды қосылады. Әйтпесе, егер өлшенетін кернеу ЦАП кернеуінен аз болса, онда басқару құрылғысын орнатады. Мұндай операциялар сат барлық разрядтары сұралғанша қайталанады. Процедура аяқталғаннан кейін басқару құрылғысынан КАТ-ға баратын барлық желілерде олардың әрқайсысында кернеудің болуы немесе болмауы түріндегі коэффициенттер қалыптастырылады. Алынған коэффициенттер, яғни екілік код шығу тіркеліміне және одан әрі алмасу хаттамасына сәйкес компьютерге (процессор) жазылады.
18. Келісуші элементтер. Параллельді есептегі АСТ - енгізілу жумыс принципі.
АСТ, ағылш. Analog-to-digital converter кіріс аналогтық сигналын Дискреттік кодқа (сандық сигнал) түрлендіретін құрылғы.
Аналогты - сандық түрлендіргіштер (АСТ) қазіргі заманғы ғылым мен техниканың әр түрлі салаларында кеңінен қолданылады. Олардың негізінде түрлендіргіштер мен генераторлар құрылады. Ис жүзінде кез келген функциялар, цифрлық басқарылатын Аналогты тіркеуші қазіргі уақытта АСТ өндіру технологиясының үш түрі қолданылады: модульдік,гибридті және жартылай өткізгіш. Бұл ретте АСТ жартылай өткізгішті интегралды схемалар (ИС) өндірісінің үлесі олардың жалпы шығарылу көлемінде үздіксіз өседі және жақын болашақта модульдік және гибридті орындауларда тек өте үлкен шашыраңқы қуаты бар өте жоғары және өте жоғары әсер ететін түрлендіргіштер шығарылады.
Үздіксіз сигналдарды дискретизациялау негізінде оларды өлшенген мандердин косындысы, мұнда aj-уақыттың дискретті сәттеріне бастапқы сигналды сипаттайтын есептемелер; fj(t) - сигналды оның есептеулері бойынша қалпына келтіру кезінде пайдаланылатын элементарлық функциялар жиынтығы. АСТ жіктелуі: Қазіргі уақытта кернеу-код түрлендірудің көптеген әдістері белгілі. Бұл әдістер бір-бірінен әлеуетті дәлдікпен, түрлендіру жылдамдығымен және аппараттық іске асыру күрделілігімен ерекшеленеді. Аналогты-сандық түрлендіргіштер: параллельді, тізбекті, интегралдаушы және тізбекті-параллель болып бөлінеді.
19.Келісуші элементтер. Конвейерлік үлгідегі АСТ және Интерфеис
АСТ, ағылш. Analog-to-digital converter кіріс аналогтық сигналын Дискреттік кодқа (сандық сигнал) түрлендіретін құрылғы.
Аналогты-сандық түрлендіргіштер (АСТ) қазіргі заманғы ғылым мен техниканың әр түрлі салаларында кеңінен қолданылады. Олардың негізінде түрлендіргіштер мен генераторлар құрылады. Ис жүзінде кез келген функциялар, цифрлық басқарылатын Аналогты тіркеуші қазіргі уақытта АСТ өндіру технологиясының үш түрі қолданылады: модульдік,гибридті және жартылай өткізгіш.
Конвейерные АЦП. Көпсатылы АСТ жылдам әрекет етуін кіріс сигналын көпсатылы өңдеу конвейерлік принципін қолдана отырып арттыруға болады. Көп сатылы АСТ (күріш. 1.2) басында АСТ түрлендіргішімен шығатын сөздің жоғары разрядтарын қалыптастыру жүргізіледі, содан кейін сат шығыс сигналын орнату кезеңі өтеді. Бұл интервалда АЦП2 қарапайым. Екінші кезеңде қалдық өзгергенде АСТ 2 түрлендіргішімен АСТ 1 тоқтап қалады. Түрлендіргіш сатылары арасында аналогтық және сандық сигналдардың кідіріс элементтерін енгізгенде, 8-разрядты нұсқасының сұлбасы суретте келтірілген конвейерлік АСТ аламыз.
20. Таңдау және сақтау құрылғылары. Мақсаты, параметрлері.
Ақпаратты жинау және оны кейіннен түрлендіру кезінде аналогтық сигналдың мәнін кейбір уақыт сәтінде белгілеу қажет. Аналогты-цифрлік түрлендіргіштердің кейбір түрлері, мысалы, дәйекті жақындау, егер олардың кіріс сигналы түрлендіру кезінде бекітілмеген болса, мүлдем күтпеген қателер бере алады. Цифр-аналогтық түрлендіргіштердің кіріс кодын ауыстырғанда разрядтарды орнатудың бірмездігінен шығу кернеуінің шығарындылары байқалады. Бұл құбылысты жою үшін орнату кезінде сат ЦАТ шығыс сигналын да тіркеу қажет. Таңдау және сақтау құрылғылары (ТСҚ) (бақылау - сақтау) құрылғылары таңдау (бақылау) уақытының интервалында кіріс аналогтық сигналын шығуда қайталауы, ал режимді сақтауға ауыстырған кезде таңдау сигналы түскенге дейін Шығыс кернеуінің соңғы мәнін сақтауы тиіс. Қарапайым ТСҚ схемасы:
ТСҚ негізгі сипаттамалары: Дәлдік сипаттамалары.
1)UСМ нольінің жылжу кернеуі, ол ОК1 нольінің іс жүзінде жылжуымен анықталады.
2) Сгр берілген сыйымдылығы кезінде бекітілетін кернеудің дрейфі: dUвых dt= I р Сгр, мұнда Ір - конденсатор разрядының тогы. Ол конденсатор мен коммутатордың ағу токтарынан, сондай-ақ ОК2 күшейткішінің кіріс тогынан құралады.
Берілген ток кезінде дрейфтің шамасын Сх конденсаторының сыйымдылығын арттыру арқылы азайтуға болады. Алайда, бұл схеманың динамикалық сипаттамаларын нашарлатады.
21.Ерекшеліктері құру бірканальных және көпдеректерді жинаудың сандық жүйелері. Бойынша ұсыныстар және АСТ пайдалану.
Ақпаратты жинаудың көп арналы жүйесін құрудың дәстүрлі тәсілі бір элементтердің ең көп саны әр түрлі датчиктерден ақпаратты өңдеуге қатысатындай болады. Бұл тәсіл ақпаратты жинау жүйесінің құраушылары дискретті элементтерге салынған және өте қымбат болған кезде айқын экономикалық артықшылықтарға ие болды.
Кірісіндегі аналогты коммутаторы бар көп арналы деректер жинау жүйесі. Ақпаратты жинау мен өңдеудің көп кіріс жүйелерін жобалау кезінде кездесетін әдеттегі проблема барлық аналогтық сигналдарды бір шкалаға келтіру болып табылады. Бір датчиктен екіншісіне ауысу кезінде аналогтық сигналдарды өңдеу арнасының әртүрлі датчиктері үшін ортақ бір датчиктерді қолданған кезде кіріс күшейткішінің күшейту коэффициентін өзгерту, ал кейде арнаның жекелеген тораптарын түрлендіру функцияларын қайта құру қажет. Бұл схеманы үлкен, күрделі етеді. Аналогтық сигналды өңдеудің бір арнасын пайдаланған кезде әртүрлі датчиктерден сигналдарды ауыстырып қосу сигналдар тікелей датчиктерден түсетін аналогтық коммутатордың көмегімен жүзеге асырылады.
Таңдау бойынша ұсыныстар:
а) АСТ толық кіріс диапазонын қолдану.
б)Тірек қоректендірудің жақсы көздерін пайдалану.
в) кіріс сигналының өзгеру жылдамдығына назар аудару.
г) сандық және аналогтық жүйелердің жекелеген жалпы сымдарын қолдану.
д) кедергіні азайту қажет, сондай-ақ схемалардың жүктеме сипаты туралы ұмытпау керек.
23.Датчиктердің жіктелуі. Датчиктер - генераторлар және датчик - модуляторлар.
Датчиктер көптеген автоматтандыру жүйелерінің элементтері болып табылады - олар бақыланатын жүйенің немесе құрылғының параметрлері туралы ақпаратты алу үшін пайдаланылуы мүмкін.
Пайдаланылатын датчиктер өте әртүрлі және түрлі критерийлер бойынша жіктелуі мүмкін:
Кіріс (өлшенген) мәнінің түріне байланысты: механикалық қондырғы датчиктері (сызықты және бұрыштық), пневматикалық, электрлік, шығыс өлшеуіштері, жылдамдық сенсорлары, жеделдету, күштер, температура, қысым және т.б.
Генераторлық датчиктер кіріс шамасын x электр сигналына тікелей түрлендіруді жүзеге асырады. Мұндай датчиктер кіріс шамасының көзінің энергиясын бірден электрлік сигналға түрлендіреді, яғни олар электр энергиясының генераторлары ретінде. Электр энергиясының қосымша көздері мұндай датчиктердің жұмысы үшін принципті талап етілмейді. Генератор болып термоэлектрлік, пьезоэлектрлік, индукциялық, фотоэлектрлік және датчиктердің көптеген басқа түрлері табылады.
Модулятор - берілетін (ақпараттық) сигналдың өзгеруіне сәйкес салмақ түсіретін сигнал параметрлерін өзгертетін құрылғы. Бұл процесс модуляция деп аталады, ал берілетін сигнал модуляциялаушы.
Басқарушы параметрлерге байланысты модуляторлар ампитудалық, фазалық, жиіліктік, квадраттық, т.б. бөлінеді. Егер тасымалдаушы импульстік сигналдар болса, онда оларды амплитудалық-импульстік, жиіліктік-импульстік, уақыт-импульстік және ендік-импульстік модуляторлардың көмегімен модуляциялайды. Модуляторлардың жұмыс сапасы оның сипаттамаларының сызығымен анықталады.
Модулятор радиобайланыс, радио және телехабар тарату құрылғыларының құрамдас бөліктерінің бірі болып табылады.
24.Сандық жылжу датчиктері және фото жылдамдығы - электр түрлері. Құрылымның жіктелуі мен ерекшеліктері және пайдалану.
Оптикалық (фотоэлектрлік) датчиктер. Аналогтық және дискретті оптикалық датчиктер бар. Аналогтық датчиктерде шығу сигналы сыртқы жарықтандыруға пропорционалды өзгереді. Негізгі қолдану саласы-жарықтандыруды басқарудың автоматтандырылған жүйелері. Дискретті типті датчиктер берілген жарық мәніне жеткенде Шығыс жағдайын қарама-қарсы жағдайға өзгертеді.
Объектіні анықтау әдісі бойынша фотоэлектрлік датчиктер 4 топқа бөлінеді:
1)Сәуленің қиылысуы - бұл әдіс бойынша таратқыш және қабылдағыш әртүрлі корпустар бойынша бөлінген, бұл оларды бір-біріне қарама-қарсы жұмыс қашықтығына орнатуға мүмкіндік береді. Жұмыс принципі таратқыштың қабылдағышты қабылдайтын жарық сәулесін үнемі жіберетініне негізделген.
2)Рефлектордың көрінісі-бұл әдіс қабылдағыш және датчиктің таратқышы бір корпуста болады. Датчиктің қарама-қарсы рефлектор (шағылыстырғыш) орнатылады. Рефлекторы бар датчиктер поляризациялық сүзгіштің арқасында олар рефлектордан ғана көрініс табады.
3)Объектіден көрініс-бұл әдіс қабылдағыш және датчиктің таратқышы бір корпуста болады. Датчиктің жұмыс жағдайы кезінде оның жұмыс аймағына кіретін барлық объектілер өзіндік рефлекторларға айналады. Жарық сәулесі объектіден датчиктің қабылдағышына түскеннен кейін, ол шығу жағдайын өзгерте отырып, дереу жауап береді
4)Объектіден бекітілген көрініс-датчиктің әрекет ету принципі "объектіден көрініс" сияқты, бірақ объектіге күйге келтіруден ауытқуға аса сезімтал. Мысалы, кефир құйылған шөлмектегі тығынды анықтау, өнімдер мен т. б. вакуумдық қаптаманың толық толтырылмауы мүмкін.
Өз мақсаты бойынша фотодатчиктер екі негізгі топқа бөлінеді: жалпы қолданылатын датчиктер және арнайы датчиктер. Арнайы, типтері жатады датчиктер, арналған үшін шешімдер неғұрлым тар шеңбер.
25. Пайдалану арқылы жылжулар мен жылдамдықты экодер арқылы өлшеу.
Бұрыштық ауысулардың Энкодер түрлендіргіші - айналмалы объектінің бұрылу бұрышын оның бұрылу бұрышын анықтауға мүмкіндік беретін электр сигналдарына түрлендіруге арналған құрылғы.Өнеркәсіпте кеңінен қолданылады. Энкодерлер инкрементальды және абсолютті болып бөлінеді, олар өте жоғары рұқсатқа жетуі мүмкін.Инкременттік энкодер бір айналымға белгілі бір импульстер санын береді. Ал абсолютті энкодер кез келген уақытта осьтің бұрылу бұрышын, соның ішінде қоректену жоғалғаннан және қалпына келтірілгеннен кейін де білуге мүмкіндік береді. Ал көп айналымды абсолюттік энкодер, сонымен қатар осьтің толық айналымдарының санын есептейді және есте сақтайды. Энкодерлер оптикалық, резисторлы және магниттік болуы мүмкін және шина интерфейстері немесе өнеркәсіптік желі арқылы жұмыс істей алады.Бұрыштың түрлендіргіштері сельсиндерді қолдануды толығымен ығыстырды. Инкрементті энкодер айналмалы нысандардың бұрылу бұрышын анықтауға арналған. Олар объектінің бұрылу бұрышына қатысты ақпаратты қамтитын дәйекті импульстік сандық кодты жасайды. Егер білік тоқтайтын болса, онда импульстерді беру де тоқтатылады. Датчиктің негізгі жұмыс параметрі бір айналымға импульс саны болып табылады.
Энкодерлердің жұмыс принципі құрылымы.
Оптикалық энкодер жұқа оптикалық дискіден және тұрақты блоктан - жарық көзі мен фотодетектор кіретін өлшеу бастиегінен тұрады. Оптикалық диск мөлдір және мөлдір емес бөліктерден тұрады. Маркерлер, мысалы, металл парақтағы тесіктер немесе шыны дискідегі белгілер болуы мүмкін.
26.Датчик арқылы жылжулар мен жылдамдықты өлшеу -абсолюттік (кодалык) қозғалыс датчиктерін пайдалану.
Датчик - физикалық шаманы техникалық құралдармен өнделетін сигналдарға түрлендіретін құрылғы. Өнеркәсіпте көптеген өндірістік процестерді автоматтандыру үшін жылжулар және жылдамдықты өлшеу датчиктері кең қолданылады. Мұндай датчиктердің негізгі міндеті бақыланатын объектінің сызықтық немесе бұрыштық ауысуын қадағалаудан және оның жағдайының өзгеруін тиісті шығу сигналына түрлендіруден тұрады. Нәтижесінде ақпаратты одан әрі өңдеу немесе жинау ыңғайлы болады.
Қозғалудың абсолютті датчиктерінде - бір айналымдық және көп айналымдық - позиция штрихтық код түрінде кодталған және кернеу жоғалған кезде де жоғалмайды. Егер кернеу жоғалғаннан кейін біліктің позициясы өзгерген жағдайда, жүйені қайта қосқан кезде датчиктер бірден біліктің жаңа жағдайы және айналым нөмірі туралы ақпаратты береді. Мұндай датчиктің жұмысының негізінде байланыссыз оптоэлектронды ақпаратты оқу принципі жатыр.
Абсолютті датчик қозғалыс датчиктерінің бір түрі болып саналады, ол валдың әрбір позициясы үшін бірегей кодты орындайды. Басқа датчиктерден айырмашылығы импульс есептегішін қажет етпейді,өйткені бұрылу бұрышы әрдайым белгілі. Абсолютті қозғалыс датчигі айналу кезінде де, тыныштық режимінде де сигнал қалыптастырады. Әрбір жол валдың нақты позициясы үшін бірегей екілік код қалыптасады.
Абсолютті датчик қуат жоғалған кезде өз мәнін жоғалтпайды және бастапқы позицияға қайтаруды талап етпейді. Абсолютті датчиктің сигналы кедергілерге ұшырамайды және ол үшін білікті дәл орнату қажет емес. Сонымен қатар, егер датчикпен кодталған сигнал оқылмаса да, мысалы, білік тым тез айналса, айналу жылдамдығы азайған кезде дұрыс айналу бұрышы тіркеледі. Абсолютті қозғалыс датчигі вибрацияға төзімді.
27.Аналогтық қозғалыс датчиктері. Потенциометрлер, индукциялық микромашиналар.
Қозғалыс датчигінде қозғалыссыз бекітілген нүктеден объектідегі жылжымалы нүктеге дейінгі арақашықтық өлшенеді, бұл ретте аналогтық және сандық датчиктер қолданылады.
Қозғалуды өлшеуге арналған аналогтық датчиктер әдетте пассивті резистивті сезімтал элементтер, сондай-ақ индуктивті элементтер негізінде жасалады. Резистивті, индуктивті, электродинамикалық және фотоэлектрлік сезімтал элементтері бар кез келген секірмелі өзгермелі сигналы бар қозғалыс датчиктері қозғалысқа пропорционалды импульстер береді. Сандық датчиктерде кодтаудың әртүрлі тәсілдері қолданылады.
Потенциометр - жылжымалы түйістіргіші (қозғалтқышы) бар реттелетін резистор. Электрлік кернеуді реттеу үшін, сонымен қатар қозғалыс датчигі ретінде қолданылады.
Потенциометр шын мәнінде кернеудің айнымалы бөлгіші ретінде жұмыс істейді. Резистивті элементті екі тізбектей жалғанған резисторлар ретінде қарастыруға болады. Мұнда түйістіргіштің орналасуы бірінші резистордың екінші резисторға қатынасын көрсетеді. Потенциометр сондай-ақ айнымалы резистор ретінде кеңінен танымал. Ең көп таралған түрі - бір айналымды айнымалы резистор. Айнымалы резистордың бұл түрі дыбыс қаттылығын реттеу үшін аудио жүйелерде (логарифмдік түрі), сондай-ақ басқа да көптеген құрылғыларда жиі қолданылады. Потенциометрді өндіру кезінде әртүрлі резистивті материалдар пайдаланылады.Оларға көміртегі, металл керамика, сым, электр өткізгіш пластик, металл пленка жатады.
Потенциометрдің негізгі түрлері:
Сызықтық. "А" әрпімен таңбаланады. Кедергі жылжымалы контактінің бұрылу бұрышына тікелей байланысты өзгереді;
Логарифмдік. "В"әрпімен таңбаланады. Қозғалыс басында жылжу кедергі тез өзгереді, содан кейін баяулайды;
Экспоненциальные. "С" әрпімен таңбаланады. Тұтқаны бұру кезінде кедергі экспоненциалды тәуелділік бойынша өзгереді.
28.Аналогтық жылдамдық датчиктері: тахогенераторлар.
Тахогенератор - тұрақты немесе айнымалы токтың өлшегіш генераторы, біліктің айналу жиілігін жылдамдықпен байланысты электр сигналына түрлендіруге арналған электр микромашинасы.
Тахогенератордың білігін қандай да бір басқа жетекші құрылғының білігімен механикалық жалғау арқылы (муфта, шкив, және т.б.) жетекші құрылғының айналу жиілігін шығыс кернеуінің мәні бойынша анықтауға болады.
Тахогенераторлар негізінен айналу жиілігін өлшеу, басқару сигналдарын шығару (үдеткіш немесе баяулататын), интегралдау және дифференциалдау есептерін шешу үшін, жылдамдық және т. б. бойынша кері байланыс үшін қолданылады.
Шығыс сигналын алу тәсіліне және құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты тахогенераторлар келесі типтері кездеседі:
:: тұрақты ток;
:: ауыспалы ток (асинхронды және синхронды);
Тұрақты ток тахогенераторының жұмыс принципі магниттерден немесе статордың қозу орамдарымен туындаған тұрақты магнит өрісіндегі орамдары бар қарапайым зәкірдің (ротордың) айналуына негізделген. Шығыс сигналы щеткалы-коллекторлық торап арқылы алынады және полярлығы айналу бағытына байланысты аналогтық шаманы білдіреді.
Айнымалы токтың асинхронды тахогенераторының әрекеті қоздырылған статор орамдырынан пайда болған, тұрақты жиіліктегі айнымалы магнит өрісіндегі қуыс, магнитті емес ротордың айналуына негізделген. Шығыс сигналы статорда орналасқан және қозу орамасына қатысты 90° жылжытылған генераторлық орамнан алынады және жиілігі қозу жиілігіне сәйкес келетін айнымалы кернеу болып табылады, ал амплитудалық мәні ротордың айналу жылдамдығына байланысты болады. Щеткалы-коллекторлық торабы жоқ.
29.Жылдамдық пен үдеуді өлшеудің жанама датчиктері.
Ақпаратты алу тәсілі бойынша тікелей және жанама әдістер бөлінеді.
Тура әдіс - физикалық шаманың ізделінетін мәні осы шаманы өлшей отырып, тікелей аспап арқылы табылады. Мысалы, манометрмен газ қысымын өлшеу, штангенциркуль өлшемін өлшеу.
Жанама әдіс - физикалық шаманың ізделінетін мәні басқа шамаларды өлшеу нәтижелері бойынша есептеумен анықталады. Мысалы, ток күшін амперметрмен және вольтметрмен кернеуді өлшеу нәтижелері бойынша электр қуатын анықтау немесе рулеткамен өлшеу кезінде алынған шеңбер ұзындығының мәні бойынша химиялық аппараттың диаметрін анықтау.
Акселерометр ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қазіргі заманғы автоматика жүйелерінің ең маңызды және жауапты элементтері микро-ЭЕМ басқарушылар болып табылады. Олар басқарудың жоғары сенімділігін, дәлдігі мен сапасын, иерархиялық және бөлінген басқару құрылымдарын құру мүмкіндігін, сырттан келіп түсетін ақпаратты тез және сапалы өңдеуді, жұмыс режимдерінің алуан түрлілігін, өзін-өзі бақылау және өзіндік диагностикалау, резервтеу мүмкіндіктерін, пайдаланушылармен Достық интерфейсін қамтамасыз етеді.
Микро-ЭЕМ-нің маңызды артықшылығы оның әмбебаптығы болып табылады. Бір микро-ЭЕМ әртүрлі сыртқы құрылғылармен, датчиктермен және басқару объектілерімен ұштасуы мүмкін. Бұл ретте орындалатын микро-ЭЕМ функцияларын өзгерту басқару бағдарламасын қарапайым ауыстыру немесе түзету арқылы жүргізіледі.
Автоматика элементтері орындалатын функциялар, құрылымдар, әрекет принципі, сипаттамалары, түрлендірілетін сигналдардың физикалық табиғаты және т. б. бойынша өте әртүрлі.
1)Элементтердің кіріс сигналдарын түрлендіру үшін қажетті энергияны қалай алуына байланысты олар пассивті және активті болып бөлінеді. Автоматиканың пассивті элементтері - кіріс әсері (хвх сигналы) кіріс сигналының энергиясы (мысалы, редуктор) есебінен Шығыс әсеріне (қылқан жапырақты сигнал) түрлендірілетін элементтер. Кіріс сигналын түрлендіру үшін Автоматиканың белсенді элементтері қосалқы көзден (мысалы, қозғалтқыш, күшейткіш) энергияны пайдаланады.
2)Кіру және шығу энергиясына байланысты автоматика элементтері: электр; гидравликалық; пневматикалық; механикалық;
3)Реттеу және басқару жүйелеріндегі орындалатын функциялар бойынша автоматика элементтері: датчиктер; күшейткіштер; атқарушы құрылғылар; реле; есептеу элементтері; Келісуші элементтер; қосалқы элементтер және т.б.
2.Автоматты жүйелердегі сигналдар. Жіктелуі және сипаттамасы.
Сигнал - хабарды көрсететін физикалық процесс. Техникалық жүйелерде электр сигналдары жиі қолданылады. Сигналдар әдетте уақыт функциялары болып табылады.
Сигналдардың жіктелуі. Сигналдарды әртүрлі белгілері бойынша жіктеуге болады:
1.Үздіксіз (аналогтық) - үздіксіз уақыт функцияларымен сипатталатын сигналдар.
2.Детерминацияланған - уақыттың детерминирленген функцияларымен сипатталатын сигналдар, яғни мәндері кез келген уақытта анықталған.
3.Периодтық - мәндері периодқа тең интервал арқылы қайталанатын сигналдар (t) = х (t+nT), мұндағы n = 1,2,...,Yen; T-период.
4.Каузалды - уақыт басы бар сигналдар.
5.Финиттік - соңғы ұзақтық сигналдары және анықтау аралығынан тыс нөлге тең.
6.Когерентті - анықтаудың барлық нүктелерінде сәйкес келетін сигналдар.
7.Ортогональды - қарама-қарсы когерентті сигналдар.
Сигнал сипаттамалары:
1.Ко сигналының ұзақтығы - сигнал бар уақыт аралығы.
2.Fc спектрінің ені - сигналдың негізгі қуаты шоғырланған жиілігі.
3.Сигнал базасы-сигнал спектрінің енін оның ұзақтығына көбейтеді.
4.Динамикалық диапазон Dc-логарифм сигналдың ең жоғары қуатының қатынасы - Рмах, ең төменгі - Pmin
Dc = log (Pmax Pmin ).
5.Сигнал көлемі Vc = Tc Fc Dc арақатынасымен анықталады.
6.Энергетикалық сипаттамалар: жылдам қуат - P (t); орташа қуат-Рср және энергия - E
P ( t) = x2 ( t);
3.Аналогты құрылғылар. Операциялық күшейткіш. шартты графикалық белгілеу. Қосудың негізгі сұлбалары және параметрлері.
Аналогтық электрондық құрылғылар - бұл электрондық аспаптар негізінде орындалған аналогтық электр сигналдарын күшейту және өңдеу құрылғылары.
Аналогты электрондық құрылғылар топтары:
Күшейткіштер - бұл қуат көзінің энергиясы есебінен берілген пішін бойынша неғұрлым дәл көшірме болып табылатын жаңа сигнал қалыптастыратын, бірақ Ток бойынша одан асып түсетін, қуат бойынша кернеулі құрылғылар.
Операциялық күшейткіш - дифференциалды кірісі бар тұрақты токтың күшейткіші және, әдетте, күшейткіштің жоғары коэффициенті бар жалғыз шығу. ОУ әрдайым терең теріс кері байланысы бар схемаларда қолданылады, ол ОУ күшейтудің жоғары коэффициенті арқасында алынған схеманы күшейтуберу коэффициентін толық анықтайды.
Қазіргі уақытта ОУ жеке чиптер түрінде де, функционалдық блоктар түрінде де кеңінен қолданылады.
ОУ күшейту коэффициенті (кДж) ОС болмаған кезде кіріс сигналына (токқа) осы өсуді тудырған Шығыс кернеуінің (токтың) өсуінің қатынасына тең.
Шығыс кедергісі (RВЫХ) - бұл бос жүріс кернеуінің қысқа тұйықталу тогына (UХХІКЗ) қатынасы ретінде анықтауға болатын ОУ ішкі Шығыс кедергісі, және әр түрлі ОУ үшін шамамен ондық-жүздік Ом шамасын құрайды.
Кіріс ығысу тогы (ІВХ) кіріс биполярлық транзисторлардың қалыпты жұмысы үшін қажетті ОУ кіріс тізбегіне өтетін ток.
Ығысу кернеуі (UСМ) кірістердегі кернеудің айырымы ретінде анықталады, ол кезде кірістерге қосылатын резисторлардың келісілген кедергілері кезінде UВЫХ=0 болады.
Максималды Шығыс тогы (ІВЫХ.MAX). Шығу бойынша қысқа тұйықталудан ішкі қорғанысы бар ОУ үшін бұл шектеу режимінде қысқа тұйықталудың шығу тогы.
4.Операциялық күшейткіштерде өткізу жиіліктік-тәуелді тізбектердегі функциялар. Инверторленетін кіріс бойынша қосу схемасы.
Операциялық күшейткіш - бұл екі кірісі бар - инвертор және инвертор емес тұрақты ток күшейткіші. Ол күшейту коэффициентінің және кіріс кедергісінің үлкен мәндерімен сипатталады. Әдетте, операциялардың көпшілігі оның инвертирленетін кірісінде ұйымдастырылады, бұл ретте инвертирленбейтін кіру жалпы қоректену шинасына қосылады. Инверттік күшейткіш сипатталады неинвертирующий вход операциялық күшейткіштің жерге тұйықталады (яғни, қосылған жалпы шығару тамақтану). Ең жақсы ОУ-да күшейткіштің кіріс арасындағы кернеулердің айырмасы нөлге тең. Сондықтан кері байланыс тізбегі инвертирленетін кіруде нөлге тең кернеуді қамтамасыз етуі тиіс. Инвертивті күшейткіш схемасы
Схеманың жұмысы келесідей түсіндіріледі. Сондықтан R1 және R2 резисторлары арқылы өтетін токтар өзара тең және бағыт бойынша қарама-қарсы болады, онда негізгі ара қатынас түрі болады
Сонда бұл схеманың күшейту коэффициенті тең болады
5.Операциялық күшейткіштерде өткізу жиіліктік-тәуелді тізбектердегі функциялар. Кірістегі функционалдық потенциометрмен инвертірленетін кіру бойынша қосу схемасы.
"Операциялық күшейткіш" (ОУ) термині алғаш рет Аналогты операцияларды орындайтын құрылғыларда қолданылатын күшейткіштердің мамандандырылған класын белгілеу үшін автоматты реттеу теориясында қолданылған: масштабтау, интегралдау, дифференциалдау, жиынтықтау және т.б. интегралдық орындауда, әдетте, ОУ тұрақты токтың күшейткіші болып табылады. Кері байланыспен қамтылған интегралдық ОУ әртүрлі функционалдық құрылғыларды: масштабты күшейткіштерді, жиынтықтаушы және шегеруші құрылғыларды, интеграторларды, дифференциаторларды, жиілікті іріктеуші құрылғыларды, логарифмдік күшейткіштерді, амплитудалық реттеуіштерді, демодуляторларды, генераторларды және т.б. іске асыру кезінде қолданылады. Мұндай ОУ кернеу күшейткіштері деп аталады. Олардың оңайлатылған шартты белгіленуі суретте келтірілген. 6.1. Бұл суретте көрсетілген: UДС - инвертациялайтын (жоғарғы) және инвертациялайтын (төменгі) кіріс арасында берілетін дифференциалды сигнал кернеуі; UС - синфазалық сигналдың кернеуі. Дифференциалды сигнал әдетте жалпы шинаға қатысты ОУ инвертирленетін және инвертирленбейтін кірістеріне сәйкес тіркелген екі сигнал түрінде ұсынылады. Бұл ретте олардың амплитудасы бірдей және UДС 2 тең, ал фазалары белгі бойынша қарама-қарсы.
Кернеудің идеалды ОУ түсінігін енгіземіз. Ол келесі сипаттамаларға ие болуы тиіс: - тұрақты токтағы дифференциалды сигналдың күшейту коэффициенті A0 = АДС =UВЫХ UДС --; - rвх дифференциалды сигналға кіріс кедергісі.ДС -- infinity ; − шығу кедергісі RВЫХ = 0; − төменгі граничная жиілігі fН = 0; − жоғарғы граничная жиілігі fВ -- infinity ; − коэффициенті басу синфазных сигналдарды NCC = АДС АҚҚ -- infinity;
6.Операциялық жүйелер базасында типтік Аналогты реттеуіштер, күшейткіштер.
Түзеткіш құрылғыларды (реттегіштерді) пассивті төртұштыларда да, белсенді сүзгіштер түрінде де іске асыруға болады. Соңғы функционалды ыңғайлы, өйткені аналогтық сигналдарды азайту және қосу операцияларын ұйымдастыруға мүмкіндік беретін операциялық күшейткіштер базасында құрылған. Сонымен қатар белсенді сүзгілер пассивті тізбектерден айырмашылығы күшейткіш қасиеттерге ие. Олардың негізінде басқарудың Типтік өнеркәсіптік заңдарын (ПИ, ПИД және т.б.) іске асыру оңай. Сонымен қатар, бір - бірімен тікелей арнайы Келісуші құрылғыларсыз байланысуға болады және әдетте реттеуіштердің платасы деп аталатын бір платаға орналастыруға болады. Аналогтық реттеуіштер үздіксіз уақыт функциялары болып табылатын аналогтық сигналдарды ғана түрлендіреді. АР арқылы өту кезінде үздіксіз сигналдың әрбір сәттік мәні түрлендіріледі.
АР-ты іске асыру үшін Операциялық күшейткіш (ОУ) теріс кері байланысы бар жиынтықтаушы күшейткіштің схемасы бойынша қосылады. Реттеуіш түрі және оның беру функциясы оу кірісіндегі және кері байланыстағы тізбектердегі резисторлар мен конденсаторларды қосу схемасымен анықталады.
7.Операциялық күшейткіш-сызықты емес элемент. Қосу схемаларының мысалдары.
Операциялық күшейткіш-дифференциалды кірісі бар тұрақты токтың күшейткіші және, әдетте, күшейткіштің жоғары коэффициенті бар жалғыз шығу. ОУ әрдайым терең теріс кері байланысы бар схемаларда қолданылады, ол ОУ күшейтудің жоғары коэффициенті арқасында алынған схеманы күшейтуберу коэффициентін толық анықтайды.
Қазіргі уақытта ОУ жеке чиптер түрінде де, функционалдық блоктар түрінде де кеңінен қолданылады. Негізгі қосу сұлбалары:
ОУ күшейту коэффициенті (кДж) ОС болмаған кезде кіріс сигналына (токқа) осы өсуді тудырған Шығыс кернеуінің (токтың) өсуінің қатынасына тең.
Шығыс кедергісі (RВЫХ) - бұл бос жүріс кернеуінің қысқа тұйықталу тогына (UХХІКЗ) қатынасы ретінде анықтауға болатын ОУ ішкі Шығыс кедергісі, және әр түрлі ОУ үшін шамамен ондық-жүздік Ом шамасын құрайды.
Кіріс ығысу тогы (ІВХ) кіріс биполярлық транзисторлардың қалыпты жұмысы үшін қажетті ОУ кіріс тізбегіне өтетін ток.
Ығысу кернеуі (UСМ) кірістердегі кернеудің айырымы ретінде анықталады, ол кезде кірістерге қосылатын резисторлардың келісілген кедергілері кезінде UВЫХ=0 болады.
8. Операциялық күшейткіш - белсенді сүзгі элементі.
Белсенді сүзгі - бір немесе бірнеше белсенді компоненттер, мысалы, транзистор немесе Операциялық күшейткіш бар Аналогты электрондық фильтрлер түрлерінің бірі.
Белсенді сүзгілерде сүзгі элементтерін схеманың қалған электрондық компоненттерінен бөлу принципі қолданылады. Жиі сүзгі жұмысына әсер етпеуі қажет. Белсенді сүзгілерде күшейткіштерді қолдану бәсең RC-тізбектерді каскадты жалғау кезінде қол жеткізбеуге мүмкіндік береді. Белсенді сүзгілердің пассивті сүзгілермен салыстырғанда артықшылықтары арасында:
* индуктивтілік катушкаларының болмауы;
* үздік таңдау;
* пайдалы сигналдардың өшуін өтеу немесе тіпті олардың күшеюі;
* ИМС түрінде сатуға жарамдылығы
Белсенді сүзгілердің кемшіліктері бар:
- қуат көзінен энергияны тұтыну;
- шектеулі динамикалық диапазон;
- сигналдың қосымша сызықсыз бұрмалануы.
Бірнеше түрлі белсенді сүзгілер бар, олардың кейбірі бар және пассивті нысаны:
:: Жоғары жиіліктер сүзгісі -- сигналдың гармоникалық құраушы амплитудасын кесу жиілігінен жоғары әлсіретеді (әдетте айтарлықтай).
:: Төмен жиіліктер сүзгісі -- сигналдың гармоникалық құрамдастарының амплитудасын кесу жиілігінен төмен әлсіретеді (әдетте айтарлықтай).
* Жолақ сүзгі-сигналдың гармоникалық құрамдастарының амплитудасын кейбір жолақтан жоғары және төмен әлсіретеді (әдетте айтарлықтай) ::
* Режекторлы сүзгі-белгілі бір шектеулі жиілік жолағында гармоникалық құраушы сигнал амплитудасын әлсіретеді
9.Баттерворт белсенді сүзгілерінің параметрлерін есептеу әдістемесі-жоғарғы және төменгі жиіліктердің.
Белсенді фильтрлер - сигнал спектрін өзгерту және спектрден кейбір жиілік жолағын (өткізу жолағын) бөліп алу қабілетіне ие схемалар. Сүзгіштер: жоғары жиіліктегі сүзгілерге, төмен жиіліктегі сүзгілерге, жолақтық сүзгілерге, бөгейтін (режекторлық) сүзгілерге (reject-ауытқу)
Сүзгілерді қолдану:
ФВЧ-сигналдан тұрақты құрауышты жою.
ФНЧ-гармоникалық құрауыштарды жою.
Ең танымал сүзгілер: Баттерворт, Чебышев, Бессель, эллиптикалық.
Баттерворттың сүзгілерін қарастырайық.
Өткізу жолағында жазық АЧХ және одан тыс жоғары тік АЧХ сипатталады.
Баттерворт сүзгілерінің параметрлерін есептеу коэффициенттер кестесінің көмегімен жүзеге асырылады:
10.Релелік реттеуіштер. Типтік реттеуішті іске асыру пайдалана отырып ШИМ реттегіштерін курастыру.
Позициялық реттеуіштер реттеуші органның тіркелген ережелердің (позициялардың) біріне ауысуын қамтамасыз ететін басқарушы сигнал қалыптастырады. Мұндай ережелер екі, үш және одан да көп болуы мүмкін. Олардың саны бойынша екі -, үш-және көп позициялы реттеуіштер ажыратылады. Екі позициялы электр реттегіштер кеңінен таралған, үш позициялы сирек қолданылады.
Екі позициялы реттеуіштің маңызды элементі -- Шмитт триггері-тұрақты тепе-теңдіктің өзінің екі күйлерінің бірін ұзақ уақыт сақтайтын ауыстырып қосу құрылғысы және бір күйден екіншісіне сырттан белгі бойынша ауысып отыратын құрылғы болып табылады. Электронды релелік реттеуіштерде мұндай ауыстырып қосу сигналы-келісу сигналы.
ШИМ принципі - ендік-импульстік модуляция импульстің жүру жиілігінің тұрақтылығы кезінде импульс енін өзгертуден тұрады.
Электрондық құрылғылардың қайталама қоректену көздерінің көпшілігі қазіргі уақытта импульстік түрлендіргіштер негізінде құрылады, ендік-импульстік модуляция және D класты төмен (дыбыстық) жиілікті күшейткіштерде, дәнекерлеу аппараттарында, автомобиль аккумуляторларын зарядтау құрылғыларында, инверторларда және т.б. қолданылады.
Ендік-импульстік модулятор
11.Инерциялық жүйедегі реттеуіштер.
Реттеуіш - басқару объектісінің жұмысын бақылайтын және ол үшін басқарушы (реттеуші) сигналдарды шығаратын құрылғы. Реттеуіштер жеке құрылғы түрінде немесе басқарушы құрылғының негізгі бағдарламасында қолданбалы пакет түрінде орындалуы мүмкін.
Аппараттық реттегіштерді бөлуге болады:
1.Сыртқы энергияның жұмысы үшін пайдалану бойынша;
2.Пайдаланылатын сыртқы энергия түрі бойынша: электрлік; пневматикалық; гидравликалық; аралас.
3.Реттелетін параметр түрі бойынша: температураны, қысымды, деңгейді, шығысты және т. б. реттегіштер.
4.Реттеу заңы бойынша, яғни реттелетін параметр өзгерген кезде уақыт бойынша реттеушілік әсерді өзгерту бойынша.Бұл реттеуіштер бағдарламалық пакет түрінде аппараттық типті(аналогтық) және дигиталды болуы мүмкін.
Реттеуіштердің қасиеттері мен типтері:
1.P-реттеуші, пропорционалды реттеуші.
P-реттеуіштің беріліс функциясы: Gp (s) = Kp. Реттеуіш объектіге қатенің шамасына пропорционал басқарушы әсер етеді.
2.I-реттеуіш, интегралдайтын реттеуіш.
I-реттеуіштің беріліс функциясы: Gi(s) = 1Ti*s. Е қатесінен интегралға пропорционалды басқару әсері:
Р-реттегіштің артықшылығы - оның тез әрекет етуі реттеу процесінің жоғары тұрақтылығы.
12. Берілген құрылғылар. Жылдамдық және интенсивтік.
Берілген құрылғының мақсаты - берілген әсерді автоматты басқару жүйесіне енгізу болып табылады. Ол белгілі бір түрде басқарылатын процестің қажетті ағымы туралы ақпаратты қамтиды. Логикалық бағдарламалармен автоматты басқарудың барлық жүйелерінде жұмыс бағдарламасы берілген құрылғыны енгізеді. Берілген әсердің сипаты мен ондағы ақпараттың көлемі берілген құрылғының құрылымын анықтайды.
Өнеркәсіпте пайдаланылатын бағдарламалық басқаруы бар автоматты жүйелер әртүрлі және әртүрлі күрделілік дәрежесі бар құрылғылар бар. Кері байланыссыз тұрақты бағдарламасы бар қарапайым АБЖ-да беру құрылғылары ретінде механикалық, электрлік, гидравликалық, сондай-ақ құрамдастырылған болуы мүмкін командоаппараттар қолданылады. Қарқындылық артқышы белгілі бір қарқынмен жылдамдыққа берілген уақыт кезінде сызықтық өзгеретін сигналды қалыптастыруға арналған.
Қарқындылық бергішінің құрылымдық сұлбасы
Салыстырмалы бірліктердегі қарқындылық бергіштің математикалық моделінің параметрлерін анықтаймыз.
Жүктеу қарқыны:
Сызықсыз элементтің шектеу деңгейі): Q=0.9
Зи интегралдаушы звеносының уақыт тұрақтысы:
13.Келісуші элементтер.ЦАП бойынша қағидаттар - құрылысы және негізгі параметрлері.
Басқару жүйелерінің құрамындағы функционалдық элементтер-датчиктер, реттеуіштер, блоктарды беретін-сигнал түрі, ток түрі, кедергі және қуат және т. б. бойынша әртүрлі болуы мүмкін. Элементтердің осы тобына ток түрін келісетін фазалық детекторлар, сигнал түрін келісетін цифрлық-аналогтық және аналогтық-сандық түрлендіргіштер, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін эмиттерлік қайталағыштар, қуат күшейткіштері, гальваникалық бөлгіштер және басқа да элементтер жатады.
Сандық-аналогтық түрлендіргіш - сандық деректерді аналогтық сигналға аударуға арналған құрылғы. Бұл схеманың аналогтық және сандық бөліктері арасындағы көпір. САТ қолдану аясы өте кең. Бұл -- дыбыс күшейткіштері, аудиокодектер, бейне өңдеу, бейнелеу құрылғысы, деректерді тану жүйесі, датчиктер мен басқа да өлшеу құрылғыларын калибрлеу, қозғалтқыштарды басқару схемасы, деректерді тарату жүйесі, сандық потенциометрлер, бағдарламаланатын радио (SDR) және т.б. Сат жұмыс істеу принципі аналогтық сигналдарды(ток немесе кернеу) қосу болып табылады.
Сат құрамында үш негізгі бөлікті бөліп көрсетуге болады: резисторлы матрица, кіріс санымен басқарылатын электрондық кілттер және шығыс кернеуін қалыптастыратын қосқыш. Сандық-аналогтық түрлендіргіштер кіріс деректерінің типі бойынша тізбекті және параллельге бөлінеді. Биттілігі бойынша жоғары дәлдікпен немесе жоғары жылдамдығымен (6-8 разряд) сат бөлінеді. Шығыс сигналы кернеу, ток немесе заряд түрінде болуы мүмкін.
ЦАП және АСТ негізгі параметрлері:
1.Рұқсат ету қабілеті-кванттау сатыларының санын анықтайды.
2.Қате және сызықсыз:
3.Жылдамдық (АСТ) -- түрлендірудің максималды жылдамдығы немесе түрлендіру уақыты:
4. Қорек кернеуі Uпит, тірек кернеуі Uоп.
14.Келісуші элементтер. ЦАП. Кодтарды есептеу үлгісісандық-аналогтық жүйесінде әсер ету-енгізіледі.
Басқару жүйесінің құрамына сигнал түрі, ток түрі, кедергі, қуат және т. б. бойынша әр текті функционалдық элементтер кіреді, сондықтан элементтерді қосу кезінде олардың сипаттамаларын келісу қажет. Бұл функцияны және Келісуші элементтерді орындайды. Оларға мыналар жатады: ток түрін келісетін фазалық детекторлар, гальваникалық бөлгіштер, ЦАП және АСТ, сигнал түрін келісетін, эмиттерлік қайталағыштар, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін, қуат бөлгіштері.
ЦАП. Сат қолдану аясы өте кең. Бұл дыбыс күшейткіштері, аудио кодектер, бейне өңдеу, Бейнелеу құрылғысы, деректерді тану жүйесі, датчиктер мен басқа да өлшеу құрылғыларын калибрлеу, қозғалтқыштарды басқару схемасы, деректерді тарату жүйесі, сандық потенциометрлер, бағдарламаланатын радио (SDR) және т.б.
Жалпы жағдайда сат микросхемасын бірнеше цифрлық кірісі және бір аналогтық кірісі, сондай-ақ аналогтық шығысы бар блок түрінде ұсынуға болады.
САТ жұмыс істеу принципі аналогтық сигналдарды (ток немесе кернеу) қосу болып табылады. Қосу кодтың тиісті разрядының мәніне байланысты нөлге немесе бірлікке тең коэффициенттермен жүргізіледі. ЦАП шығыс сигналы ток, кернеу немесе заряд түрінде болуы мүмкін. Ток шығысы бар түрлендіргіштер негізінен прецизионды және жоғары жиілікті сұлбаларда қолданылады.
15. Келісуші элементтер. АСТ. шартты белгілеу. Жіктелуі, негізгі параметрлері.
Басқару жүйесінің құрамына сигнал түрі, ток түрі, кедергі, қуат және т. б. бойынша әр текті функционалдық элементтер кіреді, сондықтан элементтерді қосу кезінде олардың сипаттамаларын келісу қажет. Бұл функцияны және Келісуші элементтерді орындайды. Оларға мыналар жатады: ток түрін келісетін фазалық детекторлар, гальваникалық бөлгіштер, ЦАП және АСТ, сигнал түрін келісетін, эмиттерлік қайталағыштар, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін, қуат бөлгіштері.
Аналогты-сандық түрлендіргіш (АСТ) - кернеуді екілік сандық кодқа түрлендіретін электрондық құрылғы. АСТ жұмысында негізгі операцияларды атап көрсетуге болады: кіріс және эталондық кернеулерді салыстыру, деңгей нөмірін анықтау, берілген кодта Шығыс санын қалыптастыру. АСТ екі негізгі түрге бөлінеді: параллель және дәйекті әрекет.
АСТ параметрлері: статикалық, динамикалық, шуыл.
Статикалық параметрлер
Рұқсат ету қабілеті-АСТ шығысындағы кодтық комбинациялардың ең көп санына кері шама. Рұқсат ету қабілеті пайызбен, разрядтарда немесе децибелдерде көрсетіледі және қол жетімді дәлдік тұрғысынан АСТ-ның әлеуетті мүмкіндіктерін сипаттайды.
Динамикалық параметрлер
Дискретизацияның (түрлендірудің) ең жоғарғы жиілігі - таңдалған АСТ параметрі берілген шектерден шықпайтын сигналдың таңдау мәндерінің пайда болуы болатын ең үлкен жиілік. Секундта таңдау санымен өлшенеді. (Tпр) түрлендіру уақыты - дискретизация импульсінің басынан немесе түрлендірудің басталуынан шығуда осы іріктемеге сәйкес келетін тұрақты код пайда болғанға дейін есептелетін уақыт. Іріктеу (байқау) уақыты - бір таңдау мәні пайда болатын уақыт.
16. Келісуші элементтер. Тізбекті АСТ шот.
Басқару жүйесінің құрамына сигнал түрі, ток түрі, кедергі, қуат және т. б. бойынша әр текті функционалдық элементтер кіреді, сондықтан элементтерді қосу кезінде олардың сипаттамаларын келісу қажет. Бұл функцияны және Келісуші элементтерді орындайды. Оларға мыналар жатады: ток түрін келісетін фазалық детекторлар, гальваникалық бөлгіштер, ЦАП және АСТ, сигнал түрін келісетін, эмиттерлік қайталағыштар, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін, қуат бөлгіштері.
Бұл түрлендіргіш бір-бірімен жақындатылған тізбекті АСТ-ның типтік үлгісі болып табылады және компаратордан, есептеуіштен және ЦАП-тан тұрады. Компаратордың бір кіруіне кіріс сигналы, ал екіншісіне - сат кері байланыс сигналы түседі
Тізбекті шоттың АСТ-ы.
Түрлендіргіштің жұмысы гти-дің тактикалық импульстерінің генераторынан түсетін импульстердің жиынтық санын қосатын есептеуішті қосатын іске қосу импульсі кірісінен басталады. Есептеуіштің Шығыс коды оны Uос кері байланыс кернеуіне түрлендіруді жүзеге асыратын сат беріледі. Қайта құру процесі кері байланыс кернеуі кіріс кернеуімен салыстырылып, өзінің шығу сигналымен тактілік импульстердің есептеуішке түсуін тоқтататын компаратор ауысқанға дейін жалғасады. Компаратордың 1-ден 0-ге ауысуы түрлендіру процесін аяқтауды білдіреді. Түрлендіруді аяқтау сәтіндегі кіріс кернеуіне пропорционалды Шығыс коды есептеуіштің шығуынан есептеледі.
17. Келісуші элементтер. АСТ теңдеуі-салыстырушы.
Басқару жүйесінің құрамына сигнал түрі, ток түрі, кедергі, қуат және т. б. бойынша әр текті функционалдық элементтер кіреді, сондықтан элементтерді қосу кезінде олардың сипаттамаларын келісу қажет. Бұл функцияны және Келісуші элементтерді орындайды. Оларға мыналар жатады: ток түрін келісетін фазалық детекторлар, гальваникалық бөлгіштер, ЦАП және АСТ, сигнал түрін келісетін, эмиттерлік қайталағыштар, кіріс және шығыс кедергілерін келісетін, қуат бөлгіштері.
АСТ керемет теңдестіру өте танымал. АСТ іске қосылған кезде компаратор кіріс кернеуін бастапқы сәтте 0-ге тең сат шығуынан түсетін кернеумен салыстыра бастайды. Компаратор "үлкен" сигналын шығарады, ол бойынша басқару құрылғысы коэффициенттің мәнін белгілейді, сол арқылы '1'сат аға разрядын белгілей отырып. Осыдан кейін компаратор кіріс кернеуін сат шығысынан түсетін кернеумен қайта салыстырады. Егер кіріс кернеуі тағы да ЦАП-дан кернеу көп болса, онда компаратор қайтадан "көбірек" сигналын шығарады және басқару құрылғысы коэффициент орнатады, осылайша ЦАП келесі разряды қосылады. Әйтпесе, егер өлшенетін кернеу ЦАП кернеуінен аз болса, онда басқару құрылғысын орнатады. Мұндай операциялар сат барлық разрядтары сұралғанша қайталанады. Процедура аяқталғаннан кейін басқару құрылғысынан КАТ-ға баратын барлық желілерде олардың әрқайсысында кернеудің болуы немесе болмауы түріндегі коэффициенттер қалыптастырылады. Алынған коэффициенттер, яғни екілік код шығу тіркеліміне және одан әрі алмасу хаттамасына сәйкес компьютерге (процессор) жазылады.
18. Келісуші элементтер. Параллельді есептегі АСТ - енгізілу жумыс принципі.
АСТ, ағылш. Analog-to-digital converter кіріс аналогтық сигналын Дискреттік кодқа (сандық сигнал) түрлендіретін құрылғы.
Аналогты - сандық түрлендіргіштер (АСТ) қазіргі заманғы ғылым мен техниканың әр түрлі салаларында кеңінен қолданылады. Олардың негізінде түрлендіргіштер мен генераторлар құрылады. Ис жүзінде кез келген функциялар, цифрлық басқарылатын Аналогты тіркеуші қазіргі уақытта АСТ өндіру технологиясының үш түрі қолданылады: модульдік,гибридті және жартылай өткізгіш. Бұл ретте АСТ жартылай өткізгішті интегралды схемалар (ИС) өндірісінің үлесі олардың жалпы шығарылу көлемінде үздіксіз өседі және жақын болашақта модульдік және гибридті орындауларда тек өте үлкен шашыраңқы қуаты бар өте жоғары және өте жоғары әсер ететін түрлендіргіштер шығарылады.
Үздіксіз сигналдарды дискретизациялау негізінде оларды өлшенген мандердин косындысы, мұнда aj-уақыттың дискретті сәттеріне бастапқы сигналды сипаттайтын есептемелер; fj(t) - сигналды оның есептеулері бойынша қалпына келтіру кезінде пайдаланылатын элементарлық функциялар жиынтығы. АСТ жіктелуі: Қазіргі уақытта кернеу-код түрлендірудің көптеген әдістері белгілі. Бұл әдістер бір-бірінен әлеуетті дәлдікпен, түрлендіру жылдамдығымен және аппараттық іске асыру күрделілігімен ерекшеленеді. Аналогты-сандық түрлендіргіштер: параллельді, тізбекті, интегралдаушы және тізбекті-параллель болып бөлінеді.
19.Келісуші элементтер. Конвейерлік үлгідегі АСТ және Интерфеис
АСТ, ағылш. Analog-to-digital converter кіріс аналогтық сигналын Дискреттік кодқа (сандық сигнал) түрлендіретін құрылғы.
Аналогты-сандық түрлендіргіштер (АСТ) қазіргі заманғы ғылым мен техниканың әр түрлі салаларында кеңінен қолданылады. Олардың негізінде түрлендіргіштер мен генераторлар құрылады. Ис жүзінде кез келген функциялар, цифрлық басқарылатын Аналогты тіркеуші қазіргі уақытта АСТ өндіру технологиясының үш түрі қолданылады: модульдік,гибридті және жартылай өткізгіш.
Конвейерные АЦП. Көпсатылы АСТ жылдам әрекет етуін кіріс сигналын көпсатылы өңдеу конвейерлік принципін қолдана отырып арттыруға болады. Көп сатылы АСТ (күріш. 1.2) басында АСТ түрлендіргішімен шығатын сөздің жоғары разрядтарын қалыптастыру жүргізіледі, содан кейін сат шығыс сигналын орнату кезеңі өтеді. Бұл интервалда АЦП2 қарапайым. Екінші кезеңде қалдық өзгергенде АСТ 2 түрлендіргішімен АСТ 1 тоқтап қалады. Түрлендіргіш сатылары арасында аналогтық және сандық сигналдардың кідіріс элементтерін енгізгенде, 8-разрядты нұсқасының сұлбасы суретте келтірілген конвейерлік АСТ аламыз.
20. Таңдау және сақтау құрылғылары. Мақсаты, параметрлері.
Ақпаратты жинау және оны кейіннен түрлендіру кезінде аналогтық сигналдың мәнін кейбір уақыт сәтінде белгілеу қажет. Аналогты-цифрлік түрлендіргіштердің кейбір түрлері, мысалы, дәйекті жақындау, егер олардың кіріс сигналы түрлендіру кезінде бекітілмеген болса, мүлдем күтпеген қателер бере алады. Цифр-аналогтық түрлендіргіштердің кіріс кодын ауыстырғанда разрядтарды орнатудың бірмездігінен шығу кернеуінің шығарындылары байқалады. Бұл құбылысты жою үшін орнату кезінде сат ЦАТ шығыс сигналын да тіркеу қажет. Таңдау және сақтау құрылғылары (ТСҚ) (бақылау - сақтау) құрылғылары таңдау (бақылау) уақытының интервалында кіріс аналогтық сигналын шығуда қайталауы, ал режимді сақтауға ауыстырған кезде таңдау сигналы түскенге дейін Шығыс кернеуінің соңғы мәнін сақтауы тиіс. Қарапайым ТСҚ схемасы:
ТСҚ негізгі сипаттамалары: Дәлдік сипаттамалары.
1)UСМ нольінің жылжу кернеуі, ол ОК1 нольінің іс жүзінде жылжуымен анықталады.
2) Сгр берілген сыйымдылығы кезінде бекітілетін кернеудің дрейфі: dUвых dt= I р Сгр, мұнда Ір - конденсатор разрядының тогы. Ол конденсатор мен коммутатордың ағу токтарынан, сондай-ақ ОК2 күшейткішінің кіріс тогынан құралады.
Берілген ток кезінде дрейфтің шамасын Сх конденсаторының сыйымдылығын арттыру арқылы азайтуға болады. Алайда, бұл схеманың динамикалық сипаттамаларын нашарлатады.
21.Ерекшеліктері құру бірканальных және көпдеректерді жинаудың сандық жүйелері. Бойынша ұсыныстар және АСТ пайдалану.
Ақпаратты жинаудың көп арналы жүйесін құрудың дәстүрлі тәсілі бір элементтердің ең көп саны әр түрлі датчиктерден ақпаратты өңдеуге қатысатындай болады. Бұл тәсіл ақпаратты жинау жүйесінің құраушылары дискретті элементтерге салынған және өте қымбат болған кезде айқын экономикалық артықшылықтарға ие болды.
Кірісіндегі аналогты коммутаторы бар көп арналы деректер жинау жүйесі. Ақпаратты жинау мен өңдеудің көп кіріс жүйелерін жобалау кезінде кездесетін әдеттегі проблема барлық аналогтық сигналдарды бір шкалаға келтіру болып табылады. Бір датчиктен екіншісіне ауысу кезінде аналогтық сигналдарды өңдеу арнасының әртүрлі датчиктері үшін ортақ бір датчиктерді қолданған кезде кіріс күшейткішінің күшейту коэффициентін өзгерту, ал кейде арнаның жекелеген тораптарын түрлендіру функцияларын қайта құру қажет. Бұл схеманы үлкен, күрделі етеді. Аналогтық сигналды өңдеудің бір арнасын пайдаланған кезде әртүрлі датчиктерден сигналдарды ауыстырып қосу сигналдар тікелей датчиктерден түсетін аналогтық коммутатордың көмегімен жүзеге асырылады.
Таңдау бойынша ұсыныстар:
а) АСТ толық кіріс диапазонын қолдану.
б)Тірек қоректендірудің жақсы көздерін пайдалану.
в) кіріс сигналының өзгеру жылдамдығына назар аудару.
г) сандық және аналогтық жүйелердің жекелеген жалпы сымдарын қолдану.
д) кедергіні азайту қажет, сондай-ақ схемалардың жүктеме сипаты туралы ұмытпау керек.
23.Датчиктердің жіктелуі. Датчиктер - генераторлар және датчик - модуляторлар.
Датчиктер көптеген автоматтандыру жүйелерінің элементтері болып табылады - олар бақыланатын жүйенің немесе құрылғының параметрлері туралы ақпаратты алу үшін пайдаланылуы мүмкін.
Пайдаланылатын датчиктер өте әртүрлі және түрлі критерийлер бойынша жіктелуі мүмкін:
Кіріс (өлшенген) мәнінің түріне байланысты: механикалық қондырғы датчиктері (сызықты және бұрыштық), пневматикалық, электрлік, шығыс өлшеуіштері, жылдамдық сенсорлары, жеделдету, күштер, температура, қысым және т.б.
Генераторлық датчиктер кіріс шамасын x электр сигналына тікелей түрлендіруді жүзеге асырады. Мұндай датчиктер кіріс шамасының көзінің энергиясын бірден электрлік сигналға түрлендіреді, яғни олар электр энергиясының генераторлары ретінде. Электр энергиясының қосымша көздері мұндай датчиктердің жұмысы үшін принципті талап етілмейді. Генератор болып термоэлектрлік, пьезоэлектрлік, индукциялық, фотоэлектрлік және датчиктердің көптеген басқа түрлері табылады.
Модулятор - берілетін (ақпараттық) сигналдың өзгеруіне сәйкес салмақ түсіретін сигнал параметрлерін өзгертетін құрылғы. Бұл процесс модуляция деп аталады, ал берілетін сигнал модуляциялаушы.
Басқарушы параметрлерге байланысты модуляторлар ампитудалық, фазалық, жиіліктік, квадраттық, т.б. бөлінеді. Егер тасымалдаушы импульстік сигналдар болса, онда оларды амплитудалық-импульстік, жиіліктік-импульстік, уақыт-импульстік және ендік-импульстік модуляторлардың көмегімен модуляциялайды. Модуляторлардың жұмыс сапасы оның сипаттамаларының сызығымен анықталады.
Модулятор радиобайланыс, радио және телехабар тарату құрылғыларының құрамдас бөліктерінің бірі болып табылады.
24.Сандық жылжу датчиктері және фото жылдамдығы - электр түрлері. Құрылымның жіктелуі мен ерекшеліктері және пайдалану.
Оптикалық (фотоэлектрлік) датчиктер. Аналогтық және дискретті оптикалық датчиктер бар. Аналогтық датчиктерде шығу сигналы сыртқы жарықтандыруға пропорционалды өзгереді. Негізгі қолдану саласы-жарықтандыруды басқарудың автоматтандырылған жүйелері. Дискретті типті датчиктер берілген жарық мәніне жеткенде Шығыс жағдайын қарама-қарсы жағдайға өзгертеді.
Объектіні анықтау әдісі бойынша фотоэлектрлік датчиктер 4 топқа бөлінеді:
1)Сәуленің қиылысуы - бұл әдіс бойынша таратқыш және қабылдағыш әртүрлі корпустар бойынша бөлінген, бұл оларды бір-біріне қарама-қарсы жұмыс қашықтығына орнатуға мүмкіндік береді. Жұмыс принципі таратқыштың қабылдағышты қабылдайтын жарық сәулесін үнемі жіберетініне негізделген.
2)Рефлектордың көрінісі-бұл әдіс қабылдағыш және датчиктің таратқышы бір корпуста болады. Датчиктің қарама-қарсы рефлектор (шағылыстырғыш) орнатылады. Рефлекторы бар датчиктер поляризациялық сүзгіштің арқасында олар рефлектордан ғана көрініс табады.
3)Объектіден көрініс-бұл әдіс қабылдағыш және датчиктің таратқышы бір корпуста болады. Датчиктің жұмыс жағдайы кезінде оның жұмыс аймағына кіретін барлық объектілер өзіндік рефлекторларға айналады. Жарық сәулесі объектіден датчиктің қабылдағышына түскеннен кейін, ол шығу жағдайын өзгерте отырып, дереу жауап береді
4)Объектіден бекітілген көрініс-датчиктің әрекет ету принципі "объектіден көрініс" сияқты, бірақ объектіге күйге келтіруден ауытқуға аса сезімтал. Мысалы, кефир құйылған шөлмектегі тығынды анықтау, өнімдер мен т. б. вакуумдық қаптаманың толық толтырылмауы мүмкін.
Өз мақсаты бойынша фотодатчиктер екі негізгі топқа бөлінеді: жалпы қолданылатын датчиктер және арнайы датчиктер. Арнайы, типтері жатады датчиктер, арналған үшін шешімдер неғұрлым тар шеңбер.
25. Пайдалану арқылы жылжулар мен жылдамдықты экодер арқылы өлшеу.
Бұрыштық ауысулардың Энкодер түрлендіргіші - айналмалы объектінің бұрылу бұрышын оның бұрылу бұрышын анықтауға мүмкіндік беретін электр сигналдарына түрлендіруге арналған құрылғы.Өнеркәсіпте кеңінен қолданылады. Энкодерлер инкрементальды және абсолютті болып бөлінеді, олар өте жоғары рұқсатқа жетуі мүмкін.Инкременттік энкодер бір айналымға белгілі бір импульстер санын береді. Ал абсолютті энкодер кез келген уақытта осьтің бұрылу бұрышын, соның ішінде қоректену жоғалғаннан және қалпына келтірілгеннен кейін де білуге мүмкіндік береді. Ал көп айналымды абсолюттік энкодер, сонымен қатар осьтің толық айналымдарының санын есептейді және есте сақтайды. Энкодерлер оптикалық, резисторлы және магниттік болуы мүмкін және шина интерфейстері немесе өнеркәсіптік желі арқылы жұмыс істей алады.Бұрыштың түрлендіргіштері сельсиндерді қолдануды толығымен ығыстырды. Инкрементті энкодер айналмалы нысандардың бұрылу бұрышын анықтауға арналған. Олар объектінің бұрылу бұрышына қатысты ақпаратты қамтитын дәйекті импульстік сандық кодты жасайды. Егер білік тоқтайтын болса, онда импульстерді беру де тоқтатылады. Датчиктің негізгі жұмыс параметрі бір айналымға импульс саны болып табылады.
Энкодерлердің жұмыс принципі құрылымы.
Оптикалық энкодер жұқа оптикалық дискіден және тұрақты блоктан - жарық көзі мен фотодетектор кіретін өлшеу бастиегінен тұрады. Оптикалық диск мөлдір және мөлдір емес бөліктерден тұрады. Маркерлер, мысалы, металл парақтағы тесіктер немесе шыны дискідегі белгілер болуы мүмкін.
26.Датчик арқылы жылжулар мен жылдамдықты өлшеу -абсолюттік (кодалык) қозғалыс датчиктерін пайдалану.
Датчик - физикалық шаманы техникалық құралдармен өнделетін сигналдарға түрлендіретін құрылғы. Өнеркәсіпте көптеген өндірістік процестерді автоматтандыру үшін жылжулар және жылдамдықты өлшеу датчиктері кең қолданылады. Мұндай датчиктердің негізгі міндеті бақыланатын объектінің сызықтық немесе бұрыштық ауысуын қадағалаудан және оның жағдайының өзгеруін тиісті шығу сигналына түрлендіруден тұрады. Нәтижесінде ақпаратты одан әрі өңдеу немесе жинау ыңғайлы болады.
Қозғалудың абсолютті датчиктерінде - бір айналымдық және көп айналымдық - позиция штрихтық код түрінде кодталған және кернеу жоғалған кезде де жоғалмайды. Егер кернеу жоғалғаннан кейін біліктің позициясы өзгерген жағдайда, жүйені қайта қосқан кезде датчиктер бірден біліктің жаңа жағдайы және айналым нөмірі туралы ақпаратты береді. Мұндай датчиктің жұмысының негізінде байланыссыз оптоэлектронды ақпаратты оқу принципі жатыр.
Абсолютті датчик қозғалыс датчиктерінің бір түрі болып саналады, ол валдың әрбір позициясы үшін бірегей кодты орындайды. Басқа датчиктерден айырмашылығы импульс есептегішін қажет етпейді,өйткені бұрылу бұрышы әрдайым белгілі. Абсолютті қозғалыс датчигі айналу кезінде де, тыныштық режимінде де сигнал қалыптастырады. Әрбір жол валдың нақты позициясы үшін бірегей екілік код қалыптасады.
Абсолютті датчик қуат жоғалған кезде өз мәнін жоғалтпайды және бастапқы позицияға қайтаруды талап етпейді. Абсолютті датчиктің сигналы кедергілерге ұшырамайды және ол үшін білікті дәл орнату қажет емес. Сонымен қатар, егер датчикпен кодталған сигнал оқылмаса да, мысалы, білік тым тез айналса, айналу жылдамдығы азайған кезде дұрыс айналу бұрышы тіркеледі. Абсолютті қозғалыс датчигі вибрацияға төзімді.
27.Аналогтық қозғалыс датчиктері. Потенциометрлер, индукциялық микромашиналар.
Қозғалыс датчигінде қозғалыссыз бекітілген нүктеден объектідегі жылжымалы нүктеге дейінгі арақашықтық өлшенеді, бұл ретте аналогтық және сандық датчиктер қолданылады.
Қозғалуды өлшеуге арналған аналогтық датчиктер әдетте пассивті резистивті сезімтал элементтер, сондай-ақ индуктивті элементтер негізінде жасалады. Резистивті, индуктивті, электродинамикалық және фотоэлектрлік сезімтал элементтері бар кез келген секірмелі өзгермелі сигналы бар қозғалыс датчиктері қозғалысқа пропорционалды импульстер береді. Сандық датчиктерде кодтаудың әртүрлі тәсілдері қолданылады.
Потенциометр - жылжымалы түйістіргіші (қозғалтқышы) бар реттелетін резистор. Электрлік кернеуді реттеу үшін, сонымен қатар қозғалыс датчигі ретінде қолданылады.
Потенциометр шын мәнінде кернеудің айнымалы бөлгіші ретінде жұмыс істейді. Резистивті элементті екі тізбектей жалғанған резисторлар ретінде қарастыруға болады. Мұнда түйістіргіштің орналасуы бірінші резистордың екінші резисторға қатынасын көрсетеді. Потенциометр сондай-ақ айнымалы резистор ретінде кеңінен танымал. Ең көп таралған түрі - бір айналымды айнымалы резистор. Айнымалы резистордың бұл түрі дыбыс қаттылығын реттеу үшін аудио жүйелерде (логарифмдік түрі), сондай-ақ басқа да көптеген құрылғыларда жиі қолданылады. Потенциометрді өндіру кезінде әртүрлі резистивті материалдар пайдаланылады.Оларға көміртегі, металл керамика, сым, электр өткізгіш пластик, металл пленка жатады.
Потенциометрдің негізгі түрлері:
Сызықтық. "А" әрпімен таңбаланады. Кедергі жылжымалы контактінің бұрылу бұрышына тікелей байланысты өзгереді;
Логарифмдік. "В"әрпімен таңбаланады. Қозғалыс басында жылжу кедергі тез өзгереді, содан кейін баяулайды;
Экспоненциальные. "С" әрпімен таңбаланады. Тұтқаны бұру кезінде кедергі экспоненциалды тәуелділік бойынша өзгереді.
28.Аналогтық жылдамдық датчиктері: тахогенераторлар.
Тахогенератор - тұрақты немесе айнымалы токтың өлшегіш генераторы, біліктің айналу жиілігін жылдамдықпен байланысты электр сигналына түрлендіруге арналған электр микромашинасы.
Тахогенератордың білігін қандай да бір басқа жетекші құрылғының білігімен механикалық жалғау арқылы (муфта, шкив, және т.б.) жетекші құрылғының айналу жиілігін шығыс кернеуінің мәні бойынша анықтауға болады.
Тахогенераторлар негізінен айналу жиілігін өлшеу, басқару сигналдарын шығару (үдеткіш немесе баяулататын), интегралдау және дифференциалдау есептерін шешу үшін, жылдамдық және т. б. бойынша кері байланыс үшін қолданылады.
Шығыс сигналын алу тәсіліне және құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты тахогенераторлар келесі типтері кездеседі:
:: тұрақты ток;
:: ауыспалы ток (асинхронды және синхронды);
Тұрақты ток тахогенераторының жұмыс принципі магниттерден немесе статордың қозу орамдарымен туындаған тұрақты магнит өрісіндегі орамдары бар қарапайым зәкірдің (ротордың) айналуына негізделген. Шығыс сигналы щеткалы-коллекторлық торап арқылы алынады және полярлығы айналу бағытына байланысты аналогтық шаманы білдіреді.
Айнымалы токтың асинхронды тахогенераторының әрекеті қоздырылған статор орамдырынан пайда болған, тұрақты жиіліктегі айнымалы магнит өрісіндегі қуыс, магнитті емес ротордың айналуына негізделген. Шығыс сигналы статорда орналасқан және қозу орамасына қатысты 90° жылжытылған генераторлық орамнан алынады және жиілігі қозу жиілігіне сәйкес келетін айнымалы кернеу болып табылады, ал амплитудалық мәні ротордың айналу жылдамдығына байланысты болады. Щеткалы-коллекторлық торабы жоқ.
29.Жылдамдық пен үдеуді өлшеудің жанама датчиктері.
Ақпаратты алу тәсілі бойынша тікелей және жанама әдістер бөлінеді.
Тура әдіс - физикалық шаманың ізделінетін мәні осы шаманы өлшей отырып, тікелей аспап арқылы табылады. Мысалы, манометрмен газ қысымын өлшеу, штангенциркуль өлшемін өлшеу.
Жанама әдіс - физикалық шаманың ізделінетін мәні басқа шамаларды өлшеу нәтижелері бойынша есептеумен анықталады. Мысалы, ток күшін амперметрмен және вольтметрмен кернеуді өлшеу нәтижелері бойынша электр қуатын анықтау немесе рулеткамен өлшеу кезінде алынған шеңбер ұзындығының мәні бойынша химиялық аппараттың диаметрін анықтау.
Акселерометр ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz