- •Методические рекомендации и указания
- •Раздел 1 Элементы систем автоматического управления 6
- •Раздел 2 Основы теории систем автоматического
- •Раздел 3 Микропроцессорная техника 14
- •Введение
- •Введение
- •Раздел 1 Элементы систем автоматического управления
- •Тема 1.1 Датчики
- •Тема 1.2 Усилительные устройства
- •Тема 1. 3 Элементы и узлы систем автоматического управления
- •Раздел 2 Основы теории систем автоматического управления
- •Тема 2.1 Замкнутые системы автоматического управления непрерывного действия
- •Тема 2.2 Дискретные системы автоматического управления
- •Раздел 3 Микропроцессорная техника
- •Тема 3.1 Арифметические и логические основы эвм
- •Тема 3.2 Устройства, входящие в состав эвм, микроЭвм
- •Тема 3.3 Архитектура микропроцессоров
- •Тема 3.4 Организация ввода-вывода в микропроцессорной системе
- •Тема 3.5 Вычислительные и микропроцессорные устройства
- •Тема 3.6 Основы программирования
- •Тема 3.7 Современные компьютеры, тенденции развития
- •2 3Адания для контрольной работы
- •3 Методические рекомендации по выполнению
Раздел 1 Элементы систем автоматического управления
Тема 1.1 Датчики
Содержание программы
Классификация датчиков. Параметрические датчики (датчики активного сопротивления, индуктивные, емкостные). Генераторные (фотоэлектрические, термоэлектрические, пьезоэлектрические). Назначение, принцип действия, технические характеристики, схемы включения, область применения.
Лабораторная работа №1
Исследование датчиков различного типа
Методические указания
Датчиком называют устройство, воспринимающее изменение параметра контролируемой величины и преобразующее это изменение в выходной сигнал, удобный для дальнейшей обработки и дистанционной передачи.
Для подготовки к выполнению лабораторной работы необходимо обратить особое внимание на основные характеристики датчиков:
- статическая характеристика y=f(x) – зависимость выходной величины (у) от входной величины (х) в установившемся режиме;
- чувствительность S=AY/AX отношение приращенной выходной ДУ к входной ДХ величине;
- порог чувствительности - минимальное изменение входной величины, вызывающее изменение выходной;
- статический коэффициент передачи Кст = у/х- отношение выходной к входной.
Следует отметить, что датчики, используемые в современных автоматических системах, разнообразны и могут быть классифицированы по различным признакам:
- по виду входной величины (датчики скорости, перемещений, температуры, давления и т.д.);
- по характеру изменения во времени выходного сигнала (непрерывного и дискретного действия);
- по роду выходного сигнала (электрические и неэлектрические).
Широкое распространение получили электрические датчики, которые в зависимости от принципа производимого им преобразования делятся на два типа: параметрические (модуляторы);генераторные.
При изучении конкретных датчиков параметрического и генераторного типа (в соответствии с программой) следует особое внимание уделить физике происходящих процессов, техническим характеристикам и области применения; следует рассмотреть наиболее широко используемые измерительные схемы (мостовые, дифференциальные и компенсационные).
Контрольные вопросы
1 Дайте определение датчика.
2 По каким принципам классифицируются датчики?
3 Как классифицируются электрические датчики? Приведите примеры датчиков разного типа с объяснением их принципа действия.
4 Перечислите основные характеристики датчиков и дайте необходимые пояснения.
5 Перечислите наиболее широко используемые измерительные схемы (изобразите эти схемы).
Тема 1.2 Усилительные устройства
Содержание программы
Усилительное устройство. Назначение. Классификация усилительных устройств, их параметры и характеристики. Транзисторные усилители, усилители на интегральных микросхемах. Схемы включения операционных усилителей, основные технические характеристики.
Методические указания
Прежде чем начинать изучение темы, следует повторить вопросы из дисциплины «Основы промышленной электроники», касающиеся биполярных транзисторов (физические процессы, усиление, основные схемы включения); обратных связей в усилителях; принципов построения усилительных каскадов на транзисторах; интегральных микросхем.
Энергия, получаемая с датчиков, в большинстве случаев недостаточна для воздействия на регулирующий орган, поэтому сигнал с датчика предварительно усиливается усилителем.
Усилителем называется устройство, предназначенное для количественного преобразования (усиления) входного сигнала.
Эффект усиления осуществляется в усилителях за счет энергии вспомогательного источника. И в зависимости от вида вспомогательного источника энергии усилители можно разбить на следующие группы: электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные.
Усилители делятся на однокаскадные и многокаскадные, а также усилители с обритыми связями и без обратных связей. Чаще всего применяются электрические усилители.
Особое внимание следует уделить схемам усилительных каскадов на биполярных транзисторах: каскаду с общим эмиттером, с общей базой (повторитель тока), с общим коллектором (повторитель напряжения); выходным каскадам (усилителям мощности) и многокаскадным усилителям.
Широкие функциональные возможности дифференциальных усилителей позволили создать на их основе интегральные схемы высококачественных усилителей. Такие интегральные усилители получили название операционных, так как с их помощью путем введения линейных и нелинейных элементов отрицательной обратной связи можно производить математические операции: -суммирование, вычитание, интегрирование и т.д. Операционные усилители (ОУ) можно использовать и для усиления, генерирования, формирования, преобразования и детектирования сигналов.
ОУ можно включать как инвертирующий, неинвертирующий, дифференциальный (разностный).
Контрольные вопросы
1 Дайте определение усилителя.
2 Как классифицируются усилители?
3 Дайте краткие характеристики и простейшие принципиальные схемы усилительных каскадов с общим коллектором.
4 Дайте определение ОУ. Какие функции может выполнять ОУ?
Приведите схемы включения ОУ.