Главная Физические и химические датчики



+5 8

#816

1,8к

120 к

82 к

<1

ж ж ж

>0т ЦП


У+5В

Рис, 45, Схема переключения сопротивлений нагрузки

В соответствии с этим замечанием, если в начальный момент готовки установить определенные значения выходных напряжений датчиков, регулируя сопротивления нагрузочных резисторов, то в конце приготовления эти напряжения становятся почти одинаковыми в пределах своих групп. Необходимая при этом обработка сигналов датчиков и управление нагревательным элементом печи реализуются довольно легко с помощью микро-ЭВМ. -ia рис. 45 показана схема выбора оптимального сопротивления нагрузки в цепи нагревательного элемента печи. Сопротивление нагрузки переключается в зависимости от сопротивлений датчиков перед приготовлением пищи. Благодаря подобной схеме обеспечивается нужный режим приготовления разнообразных блюд.

На рис. 46 показаны конструкция и диаграмма чувствительности датчика влажности, удобного для применения в электронных печах. Влагочувствительным материалом датчика служит пористая керамика, полученная путем легирования хромата магния MgCr204 оксиде м титана TiOg, Индикация влажности осуществляется i i изменению электрического сопротивления керамики в зависимости от количества впитываемой влаги. Перед началом приготовления пищи производится очистка даг-


0 20 40 60 %

Рис. Конструкция (а) и характеристика (б) влагочувствитель-

ности датчика влажности 1-п ный электрод; 2 - электроды из RUO2; 5 - влагочувствительная ке-

tHK.. - - нагреватель; 5 - основание; б-вывод влагочувствительного керамическою элемента; 7 - выводы датчика ia с помощью нагревателя, по которому пропускается на короткое время электрический ток.

Характер изменения выходного сигнала датчика влажности, установленного в выпускном отверстии СВЧ-печи, показан на рис. 47. Как видно из графика, влажность резко повышается с началом кипения влажных компонентов приготовляемой пищи. Период до начала кипения обозначен Ти Период от резкого повышения влажности до полной готовности пищи обозначен kTi. Длительность Ti зависит от вида пищи и ее количества. Коэффициент k почти не зависит от количества пищи и определяется в основном лишь ее видом. Следовательно, если на основе практики приготовления различных видов пищи найти зна- , ния коэффициентов k, то не- Лудно с помощью микро-ЭВМ Лтоматизировать и процессы Приготовления.

W Датчики, используемые в ЖьВЧ-печах для слежения за Шсловия-ми приготовления пи-Щи, должны удовлетворять "c. 47. Изменение выход-

многим требованиям, основ- ХГовррг" ШШле из которых: 1) устоичи- ния пищи




вость к воздействию высокой температуры, вла}к, ности и других неблагслфиятных условий среды внутрц печи (масла, соусы, приправы, пары спирта); 2) npoJ должительный срок службы; 3) малая стоимость,

В будущем благодаря разработке датчиков с лучши. ми характеристиками и соединению их с микро-ЭВМ ста-нут реальностью системы автоглатического приготовления пищи, не уступающей по качеству приготовленной чело-веком. А с реализацией датчиков запаха и вкуса сбудется мечта об автоматическом приготовлении еды в соответствии с желаниями и вкусом каждого из нас.

17. Автомобиль

К современному автомобилю предъявляются одинаково строгие, но несколько противоречивые требования: экономичность и минимальное загрязнение окружающей среды выхлопными газами. Наряду с этим постоянно повышаются и требования к безопасности автомобиля. Для решения всех этих проблем применять прежние механические устройства управления, например распределительный кулачковый вал, уже нерационально. Гораздо большего эффекта при меньших затратах можно добиться с помощью автомобильной электроники, центральную роль в которой играет микро-ЭВМ с датчиками и испсл-нительными устройствами.

На первых этапах внедрения, которые были связаны главным образом с автоматизацией управления двигателем, широко использовались аналоговые схемы. Однако настройка аналоговых схем требует высокого мастерства квалифицированных специалистов. Кроме того, параметры схемы, полученные в результате настройки, трудно сохранить достаточно продоллительное время из-за жестких условий эксплуатации в автомобиле. В противоположность аналоговым цифровые схемы 1те требуют скрупулезной и дорогостоящей настройки, с \а помощью возможны более сложные регулировки, и они обладают повышенной помехоустойчивостью. Но для первых цифровых схем были характерны свои проблемы: увеличение "размеров устройства при создании сложнЬХ систем регулирования на базе стандартных ИС и нед"-статочная гибкость структуры при выполнении этих систем на основе заказных БИС.

В такой ситуации внимание привлекли микро-ЭВМ,


Рис 48. Структура системы управления двигателем рис. чо. к. i>y }f vnnBeHHfl зажигани<

J - система зажигания; 2 -сигнал управления зажиганием; 5-источник питания; 4 -датчик угла поворота коленчатого вала; 5 - сигнал о вращении; б -логическая cxeAia; 7 - блок управления зажиганием; <?-АЦП; 9 - микропроцессор; 10 - ПЗУ; -компаратор; 72 - датчик давления; /3 - температурный датчик; /4-блок управления вводом-выводом; /5 - усилители-коммутаторы; /б -лампа контроля температуры; 17 - лампа контроля зажигания; /5 - выключатель для контроля синхронизации

зторые рассматривались как элемент схемы, способный ридать всей системе функциональную гибкость. Впер-ае, в 1977 г. начала использовать микро-ЭВМ в авто-эбилях американская фирма «Дженерал Моторс». Выделительная машина регулировала момент зажигания двигателе. Эта система называлась MISAP и была эстроена на базе 10-разрядного микропроцессора -(рис. 5, 49). В системе используются датчики положения ко-знчатого вала, температуры охлаждающей жидкости и ирицательного давления всасывания. Микропроцессор, Ирмпаратор и ПЗУ установлены на керамической плате, Шй которой выполнена разводка схемы и методом тол-ропленочной технологии сделаны необходимые резп-



Цифровые ВУ6Ш


Рис, 49. Схема управления двигателем

На рис. 50 показана структура более сложной системы управления двигателем автомобиля. Эта система была создана японскими фирмами в 1979 г. Она выполняет следующие основные функции: регулировку впрыска топлива (с обратной связью по соотношению воздуха и топлива в смеси) и оптимальной частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода при прогреве двигателя, управление моментом зажигания и рециркуляцией выхлопных газов. Аналого-цифровой преобразователь, а также регистры, обрабатывающие входные импульсные сигналы без вмешательства микропроцессора, выполнены в виде одной БИС ввода-вывода. Прежде для реализации функций ввода-вывода использовалась схема из множества дискретных компонентов. Применение компактной БИС позволило повысить надежность и одновременно снизить стоимость производства подобных схем.

В ближайшее время аналогичные вышеописанным системы управления двигателем найдут весьма широкое применение. Наряду с этим расширится использование микро-ЭВМ для информирования водителя (многофуик-циональные приборные панели) и обеспечения безопасности автомобиля (автоматические устройства прот о заносов и др.), так как в последних не обойтись 6:5 анализа, самодиагностики и других видов обработк... предоставляемых только микро-ЭВМ.


\ о S 1 а Т О. =




0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [12] 13 14 15 16 17


0.012