КУРС

Конструирование, проектирование и технология автоматических электронных и микроэлектронных систем физических установок и автоматизированных систем научных исследований

1

ЦЕЛЬ

•получение знаний об архитектуре и элементной базе электронных и микроэлектронных устройств, приборов, установок и автоматических систем;

•знакомство с теоретическими основами и практическими подходами к конструированию электронной аппаратуры, работающей в условиях воздействия дестабилизирующих факторов окружающей среды;

•приобретение практических навыков в проектировании, конструировании и проверке характеристик электронной аппаратуры систем измерения и управления физическими установками, физическими и технологическими процессами

2

СМЕЖНЫЕ КУРСЫ

•ЭЛЕКТРОНИКА

•ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ

•ДАТЧИКИ И ДЕТЕКТОРЫ

•ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНИКА

•МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ

•ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

•СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПАКЕТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

•УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

3

УИР

ЗАДАНИЕ НА УИР № 2 1 Тема УИР

Разработка и исследование преобразователя сигнала термометра сопротивления.

2 Основные технические требования

2.1Входной сигнал – от термопреобразователя сопротивления градуировки ТСМ 50 в диапазоне температур от 0 до 150 оС.

2.2Выходной сигнал - напряжение постоянного тока в диапазоне от 0 до 10 В.

2.3Функция преобразования – линейная вида y(x)=Kx.

2.4Основная приведенная погрешность усилителя – не более 0,5%.

2.5Постоянная времени не более 0,1 с.

2.6Питание преобразователя должно осуществляться от источника напряжения постоянного тока 12 В ± 5%.

2.7Схема подключения датчика – трехпроводная.

2.8Модуль преобразователя должен быть выполнен в виде печатной платы размером 60×60 мм, устанавливаемой на панели платформы NI ELVIS. Подключение датчика – к клеммнику на плате.

2.9Условия эксплуатации – лабораторные.

4

УИР

3 Содержание работ

Изучение принципов работы термометров сопротивления в качестве датчика температуры.

Моделирование схемы преобразователя в пакете Multisim.

Разработка печатной платы преобразователя в пакете PCAD.

Изготовление печатной платы преобразователя. Комплектование радиоэлементов.

Распайка печатной платы.

Исследование работы преобразователя на панели платформы NI ELVIS с использованием пакета Labvew.

Оформление отчета по УИР.

5

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. 681.38 К65

Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры [Текст]: Учебник для вузов / Под ред. В. А. Шахнова. - Москва : Изд. МГТУ, 2002. - 528 с.

-ISBN 5-7038-1765-Х

2.621.39 Б25

Барнс Дж. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами [Текст] : Пер. с англ. - Москва : Мир, 1990. - 238 с. - ISBN 5- 03-001369-5

6

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. 681 К65

Конструирование приборов [Текст] : в 2 кн. / Под ред. Краузе В. - М. : Машиностроение, 1987, 384 и 376 с.

2. 621.3 Х80

Искусство схемотехники [Текст] / П. Хоровиц, У. Хилл ; пер. с англ. - Изд. 7-е. - Москва : БИНОМ : Мир, 2010. - 704 с. - ISBN 978-5-9518- 0351-1. - ISBN 978-5-03-003817-9

3. Загидуллин Р.Ш. Multisim, LabVIEW и Signal Express. Практика автоматизированного проектирования электронных устройств - Горячая Линия-Телеком, 2009, - 366 с.

7

Практические занятия

Тема 1. Введение в моделирование аналоговых и цифровых устройств в среде Multisim.

Тема 2. Макетирование, отладка и проверка характеристик элементов измерительных систем на платформе Elvis и в среде LabWiew.

Тема 3. Конструирование измерительных преобразователей сигналов.

Тема 4. Конструирование источников питания электронной аппаратуры.

Тема 5. Конструирование цифровых устройств на ПЛИС.

Тема 6. Конструирование информационно- измерительных и управляющих систем

8

Системы автоматизации физических установок и научных исследований

9

Основные понятия и определения

Автоматизированная система - комплекс технических, программных, других средств и персонала, предназначенный для автоматизации различных процессов

Автоматизированная система управления - совокупность математических методов, технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом или процессом в соответствии с заданной целью. В составе АСУ выделяют:

- основную часть, в которую входят информационное, техническое и математическое обеспечение; и - функциональную часть, к которой относятся взаимосвязанные

программы, автоматизирующие конкретные функции управления.

Автоматизированная система научных исследований - система предназначенная для автоматизации научных экспериментов, а также для осуществления моделирования исследуемых объектов, явлений и процессов, изучение которых традиционными средствами затруднено или невозможно

10