Бинарные и цифровые датчики.

Датчик - это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования. В составе измерительного устройства или датчика можно выделить - первичный измерительный преобразователь, т.е. та часть, на которую непосредственно действует измеряемая величина, и все последующие составляющие измерительной цепи - измерительные преобразователи (ИП)..

Различают три класса датчиков:

- аналоговые датчики, т. е. датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал, пропорционально изменению входной величины;

- цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоичное слово;

- бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней: " включено/выключено" (иначе говоря, 0 или 1); получили широкое распространение благодаря своей простоте.

 

Датчики бинарного типа. Среди датчиков немало таких, которые обнаруживают только переход контролируемой физической величиной определенного порогового значения. Такие датчики называются бинарными, так как их выходной сигнал имеет только одно из двух состояний: включено» или «выключено». Бинарные датчики по принципу действия делятся на контактные и бесконтактные. Первые содержат электромеханический контакт. В большинстве случаев для управления контактом используются переключательные возможности самого датчика. К контактному типу относятся датчики комбинированные, как, например, датчик уровня воды, состоящий из поплавка и микро-выключателя. Выходные сигналы контактных бинарных датчиков сравнительно легко вводятся в микро-ЭВМ.

К бесконтактному типу бинарных датчиков относятся, например, датчики положения, выполненные на основе оптического прерывателя. В датчиках этого типа состояние «включено» или «выключено.» на выходе отражается в виде изменения электрического сигнала, имеющего скорее аналоговый, чем чисто цифровой характер.

 

Цифровые датчики генерируют дискретные выходные сигналы, например импульсные последовательности или представленные в определенном коде цифровые данные, которые непосредственно могут быть считаны процессором. В зависимости от типа датчика выходной сигнал либо сразу формируется в цифровом виде, либо должен обрабатываться цепями электронной логики, которые обычно составляют с ним одно целое. Существуют интегрированные цифровые датчики, которые включают микропроцессоры для выполнения числовых преобразований. Если выходной сигнал датчика представляет собой последовательность импульсов, то они обычно суммируются счетчиком. Затем результат в виде цифрового слова передается на дальнейшую обработку.

 

 

3. Практическая задача: Рассчитать основные характеристики идеального усилительного (безынерционное) звена, такие как: передаточная функция, комплексная частотная характеристика (КЧХ), амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазо-частотная характеристика (ФЧХ). Привести примеры данного типа элементарного динамического звена.

Уравнение звена: Xвых=К·Хвх

Передаточная функция:

k - коэффициентом передачи звена.

Передаточная функция не зависит от переменной p, т.е. пропорциональное звено является статическим.

Переходная функция: h(t)=K·1(t)

Переходная функция совершает скачок от 0 до К в момент времени t=0.

 

 

 

Примеры безынерционых звеньев

 

Электронный усилитель

 

 

 

Уравнение усилителя: u2=Ku1, где К – коэффициент усиления.

 

Замечание. Представление усилителя пропорциональным звеном всегда является идеализированным. Реальный усилитель не может пропускать сигналы всех частот одинаково, с увеличением частоты входного напряжения коэффициент усиления реального усилителя будет уменьшаться, однако в широкой полосе частот это уменьшение незначительно и его можно не учитывать.

 

Механический редуктор

 

 

Уравнение редуктора: ω 2=Kω 1, где К – передаточное отношение редуктора.

 

Замечание. Представление редуктора пропорциональным звеном всегда является идеализированным, т.к. не учитывается упругие деформации валов и шестерен (они предполагаются абсолютно жесткими), а также зазоры в зубчатых передачах.

 

Билет 5

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: