Перечень лабораторных работ. Контрольная работа. Вариант задания выбирается в соответствии с двумя последними цифрами шифра студента (указаны в скобках после номера варианта).. Варианты заданий к контрольной работе

2 Перечень лабораторных работ

Студенты заочной и заочной сокращенной форм обучения выполняют следующие лабораторные работы:

1 «Моделирование работы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей информации».

2 «Построение информационно-измерительных систем с использованием промышленных АЦП-ЦАП на примере модуля ZET-210».

3 Контрольная работа

Студенты заочной формы обучения выполняют одну контрольную работу. Целью контрольной работы является закрепление знаний, полученных в результате изучения теоретического курса, и приобретение навыков практического использования знаний для решения технических задач.

Задания к контрольным работам имеют один теоретический вопрос и одно практическое задание.

Вариант задания выбирается в соответствии с двумя последними цифрами шифра студента (указаны в скобках после номера варианта).

Варианты заданий к контрольной работе

Вариант 1(21, 41, 61, 81)

1. Объясните принцип работы частотно-импульсного АЦП, преобразующего выходной сигнал с датчика в цифровую форму.

2. Напишите число 174 в двоично- десятичном коде и коде 2-4-2-1.

Вариант 2(22, 42, 62, 82)

1. Объясните принцип работы время-импульсного АЦП с линейной разверткой.

2. Напишите число 37 в двоичном позиционном коде и в коде Грея.

Вариант 3(23, 43, 63, 83)

1. Объясните принцип работы интегрирующего АЦП 2-х тактного интегрирования.

2. Применен частотно- импульсный метод преобразования частоты f в двоично- десятичный код. Какое минимальное число разрядов должен иметь счетчик импульсов, если f = 0 - 5 МГц, а интервал времени счета 10 мс ?

Вариант 4(24, 44, 64, 84)

1. Объясните принцип работы кодо-импульсного (поразрядного уравновешивания) АЦП.

2. Применен время- импульсный метод преобразования интервала времени Dt в двоично-десятичный код. Какое минимальное число разрядов должен иметь счетчик импульсов, если частота опорных импульсов 1 МГц, а Dt = 0 - 5 мс ?

Вариант 5(25, 45, 65, 85)

1. Дайте схему преобразователя двоичного кода в код, необходимый для управления газоразрядной индикаторной лампы.

2. Как изменятся показания время- импульсного вольтметра с линейной разверткой, если при том же значении измеряемого напряжения в 2 раза увеличить емкость конденсатора в интеграторе генератора линейно- изменяющегося напряжения?

Вариант 6(26, 46, 66, 86)

1. Приведите схему цифрового преобразователя угол – фаза – временной интервал – код, используемую с датчиками линейных и угловых перемещений типа индуктосин, и поясните принцип ее работы.

2. Как изменится показание цифрового вольтметра двухтактного интегрирования, если при том же значении измеряемого напряжения в 2 раза уменьшить опорное напряжение подаваемое на интегратор ?

Вариант 7(27, 47, 67, 87)

1. Объясните принцип работы цифрового фазометра время-импульсного преобразования.

2. В цифровом вольтметре со шкалой 1,9999 В применен время- импульсный метод. Найти частоту импульсов, поступающих на счетчик импульсов, если известно, что коэффициент преобразования измеряемого напряжения в интервал времени составляет 10^-2с/В.

Вариант 8(28, 48, 68, 88)

1. Приведите конструкцию кодовых фотоэлектрических датчиков угла поворота и линейных перемещений. В чем отличие кодовых датчиков накопления и датчиков с кодовыми масками?

2. В цифровом вольтметре со шкалой 1,999 В применен частотно- импульсный метод. Найдите значение коэффициента преобразования напряжения в частоту, если интервал времени счета 10 мс.

Вариант 9(29, 49, 69, 89)

1. Приведите временную диаграмму работы и принцип действия цифровой схемы дробления шага на 4, используемую в растровых преобразователях перемещения.

2. Составьте таблицу и нарисуйте диаграмму по тактам преобразования напряжения величины 3,74 В в цифровой код в кодо- импульсном АЦП, работающем в коде 8-4-2-1 и имеющем предел преобразования U_max = 5,11 В, а минимальная ступень преобразования (квант) составит 0,01 В.

Вариант 10(30, 50, 70, 90)

1. Опишите виды цифровых индикаторов, используемых в измерительной технике.

2. В кодо-импульсном АЦП используется преобразователь код- напряжение, работающий в коде 2-4-2-1. Сколько тактов необходимо для преобразования входного напряжения 17,5 В в цифровой код, если минимальная ступень преобразования составляет 0,1 В, а диапазон преобразования 19,9 В.

Вариант 11(31, 51, 71, 91)

1. Объясните принцип работы параллельного АЦП, преобразующего выходной сигнал с преобразователя в цифровую форму.

2. Сколько двоичных разрядов имеет дискретный делитель напряжения преобразователя код-напряжение с матрицей сопротивлений R-2R, если его минимальное входное сопротивление равно выходному сопротивлению ?

Вариант 12(32, 52, 72, 92)

1. Системы счисления в цифровой измерительной технике. Какие коды используются в АЦП пространственного преобразования (кодовые датчики)?

2. В цифровом вольтметре применен время- импульсный метод преобразования. Известна частота f = 1 МГц импульсов, поступающих на счетчик импульсов, предельное число импульсов на счетчике N = 19999 и коэффициент преобразования измеряемого напряжения в интервал времени 10^-2с/В. Найти верхний предел измерения такого вольтметра.

Вариант 13(33, 53, 73, 93)

1. Классификация сигналов в измерительной технике, информативный параметр сигнала и виды его модуляции.

2. В цифровом вольтметре применен метод кодо-импульсного преобразования (поразрядного уравновешивания), с использованием алгоритма половинного деления. Преобразователь код-напряжение работает в коде 8-4-2-1, диапазон измерения 0-63 В, измерительный квант (минимальная ступень преобразования) составляет 1 В. Какое количество тактов необходимо выполнить для измерения напряжения 25 В?

Вариант 14(34, 54, 74, 94)

1. Понятия квантования, дискретизации, цифрового кодирования в измерительной технике.

2. Во сколько раз должен делить образцовую частоту делитель частоты в цифровом фазометре, для того чтобы результат измерения был представлен в угловых минутах и квант составлял одну минуту ?

Вариант 15(35, 55, 75, 95)

1. Преобразование код-напряжение (цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)). Принцип работы ЦАП на основе весовых резисторов и на основе матрицы R-2R.

2. В кодоимпульсном цифровом вольтметре с диапазоном 1,99 В и соотношением весовых коэффициентов разрядов 2-4-2-1 получен код 110111001. Какому значению измеряемого напряжения он соответствует?

Вариант 16(36, 56, 76, 96)

1. Принцип работы цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) на основе метода перераспределения заряда на электрических емкостях.

2. Переведите число 1000 0011 0001, представленное в двоично-десятичном коде, в двоичный позиционный и десятичный коды.

Вариант 17(37, 57, 77, 97)

1. Объясните принцип работы многокаскадных АЦП.

2. Переведите число 1100000, представленное в рефлексном циклическом коде Грея, в двоичный позиционный и десятичный коды.

Вариант 18(38, 58, 78, 98)

1. Опишите принцип работы АЦП «быстрого интегрирования».

2. Как изменилось опорное напряжение, подаваемое на интегратор цифрового вольтметра двухтактного интегрирования, если его показание увеличилось в 2 раза при неизменном значении измеряемого напряжения ?

Вариант 19(39, 59, 79, 99)

1. Объясните принцип работы алгоритмических АЦП.

2. Чему равно максимальное значение относительной погрешности дискретности цифрового вольтметра с чувствительностью 10 мкВ при значении измеряемого напряжения 50 мВ?

Вариант 20(40, 60, 80, 00)

1. Опишите принцип работы сигма – дельта АЦП.

2. На диапазоне измерения электрического напряжения 0 - 1 В цифровой вольтметр показал 0,2001 В. Найдите максимальное значение абсолютной, относительной и приведенной погрешности дискретности преобразователя.

4 Рекомендуемая литература

Основная:

1. Технические измерения и приборы: учеб. пособие. Ч. 2 / Б. В. Лесной, Е. В. Стегачев, И. Е. Грязнов. - Волгоград : ВолгГТУ, 2008. - 95 с.

2. Технические измерения и приборы: учеб. пособие. Ч. 3 / Б. В. Лесной, Е. В. Стегачев, И. Е. Грязнов. - Волгоград : ВолгГТУ, 2011. - 160 с.

3. Шишмарев, В. Ю. Технические измерения и приборы: учебник / В. Ю. Шишмарев. - 2-е изд., испр. - М. : Академия, 2012. – 383 с

4. Цифровые измерения. АЦП / ЦАП: учебник- монография / Т. С. Ратхор ; пер. с англ. Ю. А. Заболотной ; под ред. Е. Л. Свинцова. - 2-е изд., доп. - М. : Техносфера , 2006. - 390, с.

5. Основы измерений. Датчики и электронные приборы / К. Б. Клаассен ; пер. с англ. Е. В. Воронова, А. Л. Ларина. - 3-е изд. - Долгопрудный : ИД "Интеллект", 2008. - 350 с.

6. Методы и средства измерений : учеб. для студ. вузов / Г. Г. Раннев, А. П. Тарасенко. - 2-е изд., стер. - М. : ИЦ " Академия ", 2004. - 330, с.

7. Шандров, Б. В. Технические средства автоматизации : учебник / Б. В. Шандров,
А. Д. Чудаков. - 2-е изд., стер. - М. : Академия, 2010. - 260, с.

8. Технические средства автоматизации и измерения в химическом производстве и в машиностроении : учеб. пособие / Н. М. Комаровская, Л. И. Медведева, А. С. Гольцов, В. А. Носенко. - Волгоград : ВолгГТУ, 2009. - 224 с.

Дополнительная:

9. Теория и проектирование контрольных автоматов. Воронцов Л.В. Корндорф С.Ф. и др. М.: Высшая школа. 1980. – 550 с.

10. Электрические измерения. Учебник для вузов под ред. А.В. Фремке и Е.М. Душина, 5-е издание, перераб. и дополн. Л.: Энергия, 1980. – 392 с.

11. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства: уч. пособие для
ВУЗов. М.: Энергоатомиздат. 1985. – 304 с.

12. Волосов С.С., Педь Е.И. Приборы для автоматического контроля в машиностроении. М.: Машиностроение, 1970. – 310 с.

13. Основы метрологии и электрические измерения: Учеб. для вузов / Под ред. Е.М. Душина, 6-е изд., перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 480 с.

14. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин: (Измерительные преобразователи). Учеб. пособие для вузов.- Л.: Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.

15. Харт Х. Ведение в измерительную технику: Пер с нем. М. М. Гельмана. – М.: Мир, 1999.

16. Активный контроль в машиностроении. Справочник под ред. Педя Е.И. М.: Машиностроение, 1973. – 172 с.

17. Воронцов Л.Н., Корндорф С.Ф. Приборы автоматического контроля размеров в машиностроении : уч. пособие для ВУЗов. М.: Машиностроение. 1988. – 260 с.

18. Высоцкий А.В., Курочкин А.П. Пневматические средства измерений линейных величин в машиностроении. М.: Машиностроение, 1970. – 205 с.

19. Шварцбург Л.Э. Информационно - измерительные системы приводов металлорежущих станков. - М.: Изд-во "Станкин", 1991. – 181 с.

5 Контрольные вопросы по дисциплине :

1. Основные понятия метрологии и измерительной техники. Основные задачи информационных устройств при управлении технологическими процессами.

2. Виды и методы измерений.

3. Методы построения измерительных цепей.

4. Типовые схемы включения параметрических измерительных преобразователей.

5. Виды сигналов в измерительной технике, информативные параметры и виды его модуляции.

6. Дискретизация, квантование и кодирование сигналов. Системы счисления. Преимущества цифровых измерительных устройств.

7. Погрешности дискретизации

8. Цифровые отсчетные устройства.

9. Область применения и принцип действия АЦП пространственного преобразования.

10. Область применения и принцип действия АЦП время-импульсного преобразования. Цифровой фазометр.

11. Область применения и принцип действия АЦП время-импульсного преобразования с линейной разверткой.

12. Область применения и принцип действия АЦП время-импульсного преобразования с двухтактным интегрированием.

13. Область применения и принцип действия АЦП частотно-импульсного преобразования. Преобразователь напряжение – частота.

14. Область применения и принцип действия кодо-импульсных АЦП. Принцип работы преобразователя код – напряжение.

15. Принципы работы параллельного АЦП.

16. Принципы работы многокаскадных АЦП.

17. Принципы работы АЦП «быстрого интегрирования».

18. Принципы работы алгоритмических АЦП.

19. Принципы работы сигма – дельта АЦП.

20. Принцип работы преобразования код-напряжение (цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)). ЦАП на основе весовых резисторов и на основе матрицы
R-2R.

21. ЦАП на основе метода перераспределения заряда на электрических емкостях.

⇐ Предыдущая 12