9.11.3. Логические элементы и устройства.

При разработке серии логических элементов желателен небольшой набор устройств для выполнения на практике всех логических операций. Такой минимальный набор называют полной системой логических функций. Предложены две связанные между собой системы:

1. И, ИЛИ, НЕ; 2) И – НЕ, ИЛИ – НЕ.

Так, используя элемент ИЛИ – НЕ можно воспроизвести все логические элементы первой системы И, ИЛИ, НЕ.

Сочетанием логических элементов создают необходимые логические устройства, которые разделяют на комбинационные и последовательностные. В комбинационных устройствах выходная логическая функция зависит только от комбинации входных переменных и не зависит от предшествующего состояния схемы. Комбинационные связи имеют наиболее простой вид логических функций.

В последовательностных (многотактных) устройствах логическая функция определяется не только значениями независимых переменных в конкретный момент времени, но и их значениями в предыдущие моменты. Информация об этом вводится в устройства с помощью элементов памяти.

Различают два режима работы и вида последовательностных устройств: асинхронные и синхронные. В асинхронных смена тактов работы определяется внутренними параметрами схемы и моментами изменения входных независимых переменных. В этом режиме работают САУ станков-автоматов, автоматических линий и т.п. В синхронных устройствах смена тактов работы происходит по сигналам специальных тактовых импульсов (внутренних часов). При этом входные переменные не изменяют состояние устройства, а только подготавливают его. Переключение выходных сигналов происходит только после прихода очередного тактового импульса.

Для осуществления работы НДСУ применяют и другие типовые логические устройства: триггеры, дешифраторы, регистры, счетчики импульсов, сумматоры, которые рассматриваются дисциплиной «Электротехника и электроника». Здесь же напомним их определение и функции.

Триггер (спусковой крючок) – устройство, обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия и способное скачком переходить из одного состояния в другое под воздействием внешнего управляющего сигнала. Выполняет также функцию памяти.

Цифровой счетчик импульсов - устройство, реализующее счет числа входных импульсов и фиксирующее это число в каком-либо виде. Обычно оно выполняется на основе триггеров.

Регистр – устройство, предназначенной для записи и хранения дискретного «слова» ‑ двоичного числа или другой кодовой комбинации. Основные элементы регистра – двоичные ячейки, выполненные на триггерах.

Дешифратор (декодер) – устройство, предназначенное для распознавания различных кодовых комбинаций дискретных систем. Дешифраторы выпускают в виде интегральных микросхем.

Сумматор – устройство для сложения двух многоразрядных двоичных кодов логической части дискретных устройств автоматики. Выполняют на элементах логики И, ИЛИ, НЕ.

10. Чувствительные (измерительные) элементы (датчики)

10.1. Основные факторы выбора типа датчика

Этот элемент предназначается для того, чтобы реагировать на отклонения регулируемого (управляемого) параметра в объекте регулирования (управления) от заданного значения.

Выбор типа датчика определяется следующими факторами:

1) физической природой регулируемого параметра;

2) желательным видом преобразования входной и выходной величин (например, тепловой в электрическую, тепловой в механическую, электрической в механическую и т.д.);

3) требуемыми чувствительностью и точностью;

4) допустимой инерционностью;

5) влиянием на работу датчика внешних условий (температуры, давления, запылённости, вибрации и т.д.);

6) возможности настройки на различные значения регулируемого параметра;

7) допустимыми габаритами и массой;

8) требуемым сроком службы.