Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Датчик обратной связи (сенсор)
Датчики информации являются преобразователями параметров физических процессов в электрические сигналы. Датчики дают информацию о текущих значениях управляемых процессов - информационные сигналы, осуществляют, так называемую обратную, связь. Входом датчика обратной связи (ДОС, рис. 1.9) является выход объекта управления - y (t), выходом датчика - оценка выходной характеристики y Ù(t).
Рис. 1.9. Обозначение ДОС на структурной схеме Несовпадение y (t) и y ^(t) объясняется двумя причинами: погрешностью датчика и изменением типа сигнала (например, механического перемещения в электрическое напряжение). Датчик называется идеальным, если его сигнал прямо пропорционален измеряемой величине. Все реальные датчики не являются идеальными: Примеры датчиков 1. Датчик относительного перемещения Измерительный потенциометр (рис. 1.10) а б Рис. 1.10. Датчик относительного перемещения: Напряжение u, снимаемое с движка потенциометра, пропорционально перемещению подвижного элемента датчика (движка) относительно средней точки (корпуса). Движок связан с одним из тел, а корпус – с другим. Индуктивный датчик (рис. 1.11) представляет собой дифференциальный трансформатор с двумя встречно направленными вторичными обмотками. Если сердечник расположен в середине между обмотками, суммарное напряжение их равно нулю. Если сердечник перемещается, разностное напряжение поступает на вход фазочувствительного выпрямителя.
Рис. 1.11.Индуктивный датчик относительного перемещения 2. Датчик угловой скорости – тахогенератор (рис. 1.12). Рис. 1.12. Тахогенератор Тахогенератор представляет собой генератор постоянного тока. ЭДС, вырабатываемая генератором, пропорциональна угловой скорости вращения ротора, механически соединяемого с телом, скорость которого необходимо измерить. 3. Датчик давления – измерительная мембрана. Прогиб мембраны пропорционален давлению газа, действующему на ее поверхность. Мембрана – это преобразователь "давление ® перемещение" p ®D x (а перемещение можно затем преобразовать в электрический сигнал).
4. Датчик температуры: термистор, термопара. Действие термистора (рис. 1.13) связано с зависимостью его электрического сопротивления от температуры, действие термопары — со свойством разнородных проводников образовывать в спае электродвижущую силу (ЭДС), зависящую от температуры спая. Рис. 1.13. Термистор 5. Датчик механических напряжений – тензометр. Тензометры используются для измерения малых деформаций упругих структур. Тензометрический элемент содержит тонкую проволоку на подложке, наклеенной на контролируемую конструкцию. При деформации конструкции изменяются ее геометрические размеры; при этом изменяется длина, а значит и электрическое сопротивление проволоки тензометрического элемента, и соответственно регистрируемый сигнал. Управляющее устройство В управляющем устройстве (УУ, рис. 1.14) на основе информационных сигналов y ^(t) о состоянии объекта управления и априорной информации y *(t) о желаемых свойствах ОУ вырабатываются сигналы управления u (t). Рис. 1.14. Обозначение управляющего устройства на структурной схеме Правило (алгоритм) преобразования информационных сигналов в сигналы управления называется законом управления. Одной из главных задач ТАУ как раз и является формирование законов управления. В качестве управляющих устройств используются программируемые контроллеры или компьютеры. Использование цифровых управляющих устройств в качестве блока САУ влечет за собой определенные особенности ввода и вывода информации. При вводе текущей информации электрические сигналы (аналогового типа) от датчика масштабируются с помощью усилителей к требуемому диапазону, затем преобразуются в АЦП в кодированную последовательность импульсов и вводятся в память. Результат обработки информации по соответствующим программам в виде цифрового кода поступает на ЦАП, на выходе которого формируется аналоговый сигнал соответствующего напряжения. Как правило, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — электронное устройство, преобразующее аналоговый сигнал (напряжение как непрерывную функцию времени) в двоичный цифровой код. Важными характеристиками АЦП являются разрешение и разрядность. Разрешение АЦП — минимальное изменение величины аналогового сигнала, которое может быть преобразовано данным АЦП. Обычно измеряется в вольтах, поскольку для большинства АЦП входным сигналом является электрическое напряжение. Разрешение напрямую зависит от разрядности АЦП.
Разрядность АЦП характеризует количество дискретных значений, которые преобразователь может выдать на выходе; измеряется в битах. Например, АЦП с разрядностью 8 бит, способен выдать 256 дискретных значений (0…255), поскольку 28 = 256. Разрешение по напряжению равно разности напряжений, соответствующих максимальному и минимальному выходному коду, деленной на количество выходных дискретных значений. Например, при диапазоне входных значений от −10 до +10 В и разрядности АЦП 14 бит (214 = 16384 уровней квантования) получаем разрешение по напряжению (10-(-10))/16384 = 20/16384 = 0,00122 В = 1,22 мВ. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — устройство для преобразования цифрового (обычно двоичного) кода в аналоговый сигнал (ток или напряжение). Цифро-аналоговые преобразователи являются интерфейсом между дискретной (числовой) информацией и непрерывными (аналоговыми) сигналами. Наиболее важными характеристиками ЦАП являются разрядность и максимальная частота дискретизации. Разрядность определяет количество различных уровней выходного сигнала, которые ЦАП может воспроизвести. Задается в битах. Например, однобитный ЦАП способен воспроизвести два (21) уровня, а восьмибитный — 256 (28) уровней.Таким образом, количество уровней равно 2 в степени разрядность. Максимальная частота дискретизации — максимальная частота работы ЦАП, на которой он выдает корректный результат. В соответствии с теоремой Котельникова, для правильного воспроизведения аналогового сигнала из цифровой формы необходимо, чтобы частота дискретизации была, по крайней мере, в два раза выше максимальной частоты в спектре сигнала. Например, для воспроизведения всего слышимого человеком звукового диапазона частот, спектр которого простирается до 20 кГц, необходимо, чтобы звуковой сигнал был дискретизован с частотой не менее 40 кГц. Стандарт Audio CD устанавливает частоту дискретизации звукового сигнала 44,1 кГц, в компьютерных звуковых картах частота дискретизации составляет 48 кГц.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 420; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.189.193.172 (0.005 с.) |