4. Принципы проектирования интерфейсов.

• Дать определение интерфейса.

• Сформулировать принцип группового проектирования интерфейса.

• Сформулировать принцип агрегатирования интерфейса.

• Сформулировать принцип унификации интерфейса.

• Сформулировать принцип взаимозаменяемости интерфейса.

Ответ

Под стандартным интерфейсом понимается совокупность унифицированных аппаратурных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных элементов в автоматических системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости указанных элементов.

Проектирование интерфейсов выполняется на основе четырех основных взаимосвязанных принципов: группового, агрегатирования, унификации, взаимозаменяемости.

Принцип группового проектирования заключается в создании ряда (семейства) функционально и конструктивно подобных устройств (модулей, систем)определенного назначения, соответствующих разнообразным условиям их использования. Основная задача группового проектирования — достижение максимальной универсальности и совместимости ЭВМ, вычислительных комплексов внутри проектируемого ряда.

Принцип агрегатирования (модульного построения) состоит в рациональном разделении системы (устройства) на совокупность более простых функционально и конструктивно законченных блоков (модулей) с целью совершенствования их технических характеристик, а также обеспечения высокопроизводительных способов производства и обслуживания.

Принцип унификации заключается в минимизации номенклатуры составных узлов, блоков устройства, модулей, связей между ними при условии рациональной компоновки и эффективного функционирования устройства или системы. Интерфейс можно рассматривать как практический пример унификации связей и устройств сопряжения составных элементов ЭВМ и систем.

Принцип взаимозаменяемости основывается на способности модуля выполнять в устройстве различные установочные функции без дополнительной конструкторской доработки. Взаимозаменяемость является следствием процесса унификации.

5. Пьезоэлектрические датчики.

• Указать назначение пьезоэлектрического датчика.

• Изобразить схему пьезоэлектрического датчика.

• Описать принцип работы.

Ответ

Схема пьезоэлектрического датчика.

Пьезоэлектрические датчик используются для измерения сил, давления, вибраций и для других измерений, в которых проявляются силовые воздействия.

Пьезоэлектрические датчики для измерения сил представляют собой кварцевую пластину 1 (рисунок). С двух ее напылены или приклеены токопроводящим клеем электроды 2, с которых снимается выходное напряжение.

Два электрода и кварцевый диэлектрик образуют конденсатор, на электродах которого присутствуют электрические заряды, возникающие вследствие прямого пьезоэлектрического эффекта при сжатии кварцевой пластины силой Р.

Электрический заряд пропорционален сжимающей силе: Q = αP, где α – коэффициент пропорциональности, называемый пьезомодулем. Под действием изменяющейся силы Р на электродах появляется выходное напряжение U_вых. Выходное напряжение датчиков изменяется от единиц милливольт, то единиц вольт.

-емкость датчика (конденсатора, образованного электродами и кварцевым диэлектриком)

-емкость монтажа.

Отсюда видно, что зная , можно определить силу Р. Если Р постоянна, то =0.

Эти датчики безинерционны. Для усиления необходимо применять усилитель с очень большим входным сопротивлением.