ЦП Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность

Датчик, сенсор (от англ. sensor) — термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.
Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.
Широко встречаются два основных значения:
чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.

Прошу прощения за  сокращения, набирал в спешке...

Элемент автоматики не может быть разделен на части без потери свойственного ему способа автомат-ции.
 Классиф-я эл-тов ав-ки.
по выполнению функций:
 1 класс: программаторы или задатчики- устанавливают режим работы или значение параметра; 
2 класс: средства измерения и датчики;
3 класс/: блоки управления – анализ информации и формирование упр-го сигнал; 
4 класс: преобразователи- редукторы, усилители, приводы, преобразователи/; 
5 класс: исполнительный механизм- пневмо- и гидроцилиндры, электромагниты, двигатели.

Любой элемент независимо от фаз природы поступающей информации м.б. харак-ван рядом параметров. Пар-р- величина, характер-щая одно из свойств элемента. Харак-ка-зависимость одного пар-ра от другого. Хар-ки выражаются/:таблично, графически, аналитически. Однозначные хар-ки: одному Хсоответствуеет один У; неоднозначные – одному Х соответст-ет несколько У. Коэфф-нт передачи элемента: 

Параметры элементов автоматики
1. Статические
-по ст.хар-кам-диапазон измененияя входного воздействия х=хмах-хмин; максимально
-допустимое значение хмахдоп.
2.Динамические
-Время чистого запаздывания
-Время переходного процесса
-Статическая ошибка
-Перерегурирование
-коэф затухания

Нормалиные условия эксплуатации – паспортные параметры находящиеся в заданных пределах.
-Температура среды 25+- 10 градусов С
-Атмосферное давление 750+-30мм рт.ст
-влажность 65+-15%
-Отсутствие вибраций.

Большинство высокоскоростных осциллографов и некоторые высокочастотные измерительные приборы используют параллельные АЦП из-за их высокой скорости преобразования, которая может достигать 5Г (5х10 9) отсчетов/сек для стандартных устройств и 20Г отсчетов/сек для оригинальных разработок. Обычно параллельные АЦП имеют разрешение до 8 разрядов, но встречаются также 10-ти разрядные версии. 
 
Рис. 1. АЦП параллельного преобразования

  Этот преобразователь является типичным примером последовательных АЦП с единичными приближениями и состоит из компаратора, счетчика и ЦАП (рис. 1). На один вход компаратора поступает входной сигнал, а на другой - сигнал обратной связи с ЦАП. 
 

Большинство сигналов первоначально формируется в аналоговой форме. Затем они преобразуются в цифровые сигналы с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП). В дальнейшем они снова преобразуются в аналоговые сигналы с использованием цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП). Эти преобразователи - неотъемлемая часть любой цифровой системы: 
Аналоговый сигнал - Выборка - Квантование - Кодирование - Цифровой сигнал 
Выборка 
В аналоговом сигнале амплитуда напряжения непрерывно изменяется во времени. При выполнении выборки амплитуда считывается через одинаковые промежутки времени. Эта скорость выборок или частота выборок определяет промежуток времени или то, как часто производится считывание. Если скорость выборок слишком высокая, точность преобразования выше, однако требуемая полоса частот значительно увеличивает стоимость проектирования и компонентов. Если частота выборок слишком низкая, то конечный результат может неточно соответствовать аналоговому сигналу. 

Необходимо увеличить разрядность хранимых слов.

1.Реализуется увеличением запоминающих устройств.

 

Запоминающие устройства — устройства записи и хранения информации. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.
Классификация запоминающих устройств
1. По типу информации запоминающие устройства делятся на аналоговые и цифровые.
2. По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на:
• Постоянные ЗУ (ПЗУ), содержание которых не может быть изменено конечным пользователем (например, CD-ROM). ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации.
• Полупостоянные ЗУ, в которые конечный пользователь может записать информацию только один раз (например, CD-R).
• Многократно перезаписываемые ЗУ (например, CD-RW).
• Оперативные ЗУ (ОЗУ) обеспечивает режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки. Разновидностью ОЗУ являются динамические ЗУ, в которых информация исчезает после отключения от источника тока (например, память на триггерах).
3. По типу доступа ЗУ делятся на:
• Устройства с последовательным доступом (например, магнитные ленты).
• Устройства с произвольным доступом (RAM) (например, магнитные диски).
4. По геометрическому исполнению ЗУ делятся на дисковые, ленточные, барабанные и карточные.
5. По физическому принципу ЗУ делятся на:

 

Регистры - схемы, служащие для кратковременного запоминания многоразрядных двоичных чисел и состоящие из нескольких триггеров. Различают регистры с параллельным и последовательным вводом и выводом информации. Регистры сдвига имеют последовательный вход и параллельный выход, т.е. могут служить для преобразования последовательного кода в параллельный. Регистры, в которых сдвиг информации возможен как вправо, так и влево, называются реверсивными. На рис.5 показан регистр К155ИР1.