Заказ работы

Заказать
Каталог тем
Каталог бесплатных ресурсов

Герман Гачко - Основы автоматизации эксперимента 2004

Одной изнаиболее увлекательных и полезных областей применения электроники является сбори обработка информации об эксперименте. Существует ряд наук, основанных наопыте и неспособных обойтись без него. Одна из таких наук – физика.Экспериментальные методы и измерительная техника в физике в настоящее время весьмаразнообразны.

Стремительноеразвитие электроники оказалось предпосылкой для широкой автоматизации самыхразличных процессов в научных исследованиях. При этом сигналы от датчиков, вбольшинстве случаев аналоговые по своей природе, для обработки с помощьюмикропроцессорных средств должны быть представлены в цифровом виде.Преобразование сигнала из аналоговой в цифровую форму осуществляется с помощьюаналого-цифровых преобразователей (АЦП). Получаемый цифровой сигнал вводится вуправляющую ЭВМ или микроконтроллер с помощью портов ввода, обрабатывается, ивыводится с использованием портов вывода. Обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый осуществляется спомощью цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).

В рядеслучаев входные и выходные сигналы управляющей ЭВМ являются цифровыми. Этовходные сигналы от дискретных датчиков, работающих по принципу “есть сигнал –нет сигнала”. Выходные цифровые сигналы могут быть использованы для управлениявключением исполнительных устройств и коммутации различных элементовэкспериментальной системы.

Совокупностьперечисленных элементов (датчик – АЦП – ЭВМ – ЦАП – исполнительное устройство)в различных комбинациях позволяет создавать системы управления широкого применения,использующиеся и для автоматизации научных исследований.

Предлагаемоечитателю учебное пособие содержит описания пяти лабораторных работ по курсу“Основы автоматизации эксперимента” и предназначено для студентов физическихспециальностей. Первая лабораторная работа посвящена способам цифро-аналоговогопреобразования. Во второй работе изучаются аналого-цифровые преобразователи,подробно останавливаясь на принципах работы АЦП последовательных приближений. Втретьей работе рассмотрены аналоговые ключи на полевых транзисторах, являющиесянеотъемлимым элементом современных систем сбора и обработки аналого-цифровойинформации, а также выполненное на их основе устройство выборки-хранения (УВХ)аналоговых сигналов. Шаговые двигатели (ШД) нашли широчайшее применение дляуправления положением элементов установки в физическом эксперименте и системахавтоматизированного управления. Четвертая работа посвящена шаговым двигателям испособам управления ими.

Пятая работаявляется итоговой, сочетающей в себе основные умения и навыки, полученные привыполнении первых работ. В ходе выполнения пятой работы необходимо из стандартныхэлементов (таких как монохроматор с ШД, источники света, датчики оптического излучения, АЦП) построитьавтоматизированный оптический спектрометр, измеряющий спектры поглощения ввидимом диапазоне, выполнить его настройку и калибровку, а также получитьспектры поглощения неизвестных образцов.

В пособиевключено описание принципов организации параллельного интерфейса Centronics (LPT-порта), что позволяет изучитьпрограммные методы обмена информацией на низком уровне. Данный интерфейсиспользуется для сопряжения большинства описываемых лабораторных установок сперсональным компьютером и выбран исходя из его многофункциональности ипростоты программирования. В качестве базового языка программирования привыполнении практикума применяется Паскаль, изучаемый всеми студентами вобязательном порядке.

Каждоеописание лабораторной работы  начинаетсяс подробного изложения теоретического материала, необходимого для выполненияработы. Далее следует описание и схема лабораторной установки, а также переченьзаданий, контрольных вопросов и список литературы, использованной авторами дляподготовки работы, также рекомендуемый студентам в качестве дополнительнойлитературы.

Особенностьюизложения заданий практикума является отсутствие подробных “пошаговых”инструкций к их выполнению. Это позволяет развивать творческий подход студентов к выполнению работы,заставляет более глубоко изучать теоретический материал и, в дальнейшем,принимать участие в решении более сложных задач курсового и дипломного проектирования.

Авторыблагодарят инженера кафедры общей физики ГрГУ Савицкого В.Б. за помощь вреализации макетов лабораторных работ.




Размер файла: 1.19 Мбайт
Тип файла: doc (Mime Type: application/msword)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров