Эталонный ответ контрольного задания № 9

9.1. В состав сложных ИИС обычно входят: коммутаторы; нормализующие преобразователи; нормирующие усилители; аналого-цифровые преобразователи; устройства сравнения; микропроцессоры или узлы переработки и хранения информации; устройства для вывода и регистрации информации.

9.2. Нормирующие усилители представляют собой электронные усилители, которые имеют нормированные значения основных параметров, в том числе коэффициента усиления и выходного сигнала.

9.3. Мультиплексоры - это устройства, которые обычно управляются кодовыми сигналами. Их применяют для подключения к преобразовательной части ИИС тех или иных датчиков.

9.4. Собственной ЭДС замкнутого ключа и числом коммутируемых цепей.

9.5. Аналоговые сигналы в цифровой код преобразуются с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

9.6. Для хранения оперативной информации целесообразно использовать регистры.

9.7. Регистр состоит из ряда соединенных между собой триггеров. Их количество зависит от количества разрядов записываемых в него чисел. Входным сигналом триггеры устанавливаются в те или иные состояния. При этом возможна параллельная запись информации, когда сигналы одновременно подаются на входы всех триггеров и последовательная, когда сигнал подается на один вход.

9.8. Решение дифференциальных уравнений можно реализовать, используя операционные усилители, включенные интеграторами и дифференциаторами.

9.9. При необходимости вывода информации в аналоговой форме после микропроцессора следует установить цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).

9.10. Для регистрации выходного сигнала можно использовать АЦПУ, аналоговые самопишущие приборы, магнитографы, графопостроители.

9.11. У выпускаемых промышленностью микросхем АЦП и ЦАП обычно следующее количество разрядов: 8; 10; 12.

9.12. Современные интегральные мультиплексоры выполнены на основе комплементарных МОП-транзисторов, например, серии ключей К590 и К591.

9.13. Блок управления целесообразно выполнять на основе микро- процессора и использовать программное управление.

9.14. Интерфейс - это совокупность аппаратных, конструктивных и программных средств, обеспечивающих взаимодействие функциональных блоков в измерительной системе.

9.15. Структурная схема ИИС имеет вид:

Контрольное задание № 10

Разработать устройство для измерения статических деформаций в дисках турбины. Использовать проволочные тензорезисторы с сопротивлением 100 Ом.

В процессе подготовки и обоснования решения ответьте на вопросы:

10.1. Почему значения сопротивлений проволочных тензорезисторов изменяются при механических напряжениях?

10.2. Какую измерительную схему целесообразно использовать, если первичным измерительным преобразователем является тензорезистор?

10.3. Постоянным или переменным напряжением целесообразно питать измерительные цепи (с учетом необходимости значительного усиления сигнала)?

10.4. Нужно ли осуществлять стабилизацию по амплитуде напряжения питания измерительной цепи?

10.5. Если измерительная цепь питается переменным напряжением, то как можно улучшить помехозащищенность усилителя сигналов?

10.6. Как выполнить усилитель сигналов измерительной цепи так, чтобы внешние наводки оказывали минимальное влияние?

10.7. Как выбрать частоту напряжения питания измерительной цепи, если известна максимальная частота переменных измеряемых деформаций?

10.8. Нарисуйте возможную схему усилителя измерительных сигналов, выполненного на основе трех микросхем операционных усилителей?

10.9. Как можно преобразовать переменное выходное напряжение усилителя в постоянное? Нарисуйте простейшие схемы детекторов, которые позволяют осуществить преобразование измерительных сигналов переменного тока в постоянное напряжение.

10.10. Нарисуйте схему детектора средневыпрямленного значения с улучшенными характеристиками (за счет использования ОУ).

10.11. Как стабилизировать коэффициент усиления усилителя?

10.12. Как сгладить пульсации напряжения, имеющиеся на выходе детектора? Нарисуйте схему простейшего фильтра низких частот.

10.13. Какой функциональный узел следует установить после фильтра низких частот в случае, если регистрирующее устройство имеет малое сопротивление и потребляет большой ток.

10.14. Нарисуйте укрупненную принципиальную схему устройства, обеспечивающую выполнение задания.

1. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи. - Л.: Энергоатомиздат, 1983, 320 с.

2. Измерения в промышленности. Справочник. Под ред. проф. П.Профоса. - М.: Металлургия, 1980, 648 с.

3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. - М.: Высшая школа, 1991,622 с.