Meet-, stuur- en regelsystemen Newton - VWO Meet-, stuur- en regelsystemen Samenvatting

Automaten Het blokschema van een automaat: invoerblok verwerkingsblok uitvoerblok waarnemen verwerken handelen Waarnemen gaat via sensors, zij meten een grootheid Verwerken gaat via elektronische schakelingen Handelen gaat via actuators, zij reageren op de instructies uit het verwerkingsblok invoerblok verwerkingsblok uitvoerblok elektronische schakeling(en) sensor(s) actuator(s)

Systemen Er zijn drie soorten automaten: de sensorspanning wordt omgezet in meetsysteem - een meetwaarde (koortsthermometer) stuursysteem - een actie (alarm) regelsysteem - een actie, met terug- koppeling, de actie stopt als een ingestelde waarde bereikt is (kamerthermostaat)

Automatisering Er zijn drie soorten automaten (blokschema’s) meetsysteem ijktabel invoerblok verwerkingsblok uitvoerblok elektronische schakeling(en) sensor(s) scherm Ss Sa stuursysteem drempelwaarde(n) invoerblok verwerkingsblok uitvoerblok elektronische schakeling(en) sensor(s) actuator(s) Ss Sa regelsysteem drempelwaarde(n) invoerblok verwerkingsblok uitvoerblok elektronische schakeling(en) sensor(s) actuator(s) Ss Sa

Invoerblok Het invoerblok bevat sensors, welke is afhankelijk van de te meten grootheid Een sensor zet het meetresultaat om in een sensorspanning. Het ijkdiagram geeft het verband tussen de gemeten grootheid en de sensorspanning invoerblok Ss verwerkingsblok Sensorsignaal Ss is continu

Eigenschappen van een sensor De eigenschappen zijn af te lezen uit het ijkdiagram: gevoeligheid hoe sterk verandert de spanning als de gemeten grootheid verandert - dit is de r.c. van de lijn, b.v. 10 mV/°C meetbereik binnen welke twee grenzen moet de te meten grootheid liggen om een goede meting te doen, b.v. 10 tot 50 °C nauwkeurigheid hoe groot kan de afwijking zijn van het geleverde ijkdiagram bij een sensor b.v. 5% - de juiste meting kan 5% afwijken

Stuursignaal Het verwerkingsblok geeft een stuursignaal Sa aan het uitvoerblok Sa verwerkingsblok uitvoerblok Het stuursignaal Sa is binair, d.w.z. hoog (1) of laag (0) – b.v. bij een straatverlichting:

Uitvoerblok Standaardbouwstenen van het uitvoerblok zijn: bij een hoog stuursignaal Sa=1: led brandt de led zoemer gaat de zoemer aan relais sluit het relais een schakelaar in de externe stroomkring

Verwerkingsblok (1) Standaardbouwstenen van het verwerkingsblok zijn: de werking is: S1 S2 S1<Sref dan S2=0 comparator S1>Sref dan S2=1 Sref S1 S1=1 EN S2 =1 dan S3=1 EN-poort S3 S2 anders S3=0 S1 S1=1 OF S2 =1 of S1=S2=1 dan S3=1 OF-poort S3 S2 anders S3=0

Verwerkingsblok (2) De andere bouwstenen zijn: S1 S2 invertor de werking is als S1=0 is S2=1 S1 S2 invertor als S1=1 is S2=0 geheugencel als S1=1(set) is S3=1 S1 S3 en blijft 1 totdat S2 S1=0 en S2=1(reset) pulsenteller Bijvoorbeeld 6 wordt 7:

Binair tellen In de automatisering werkt men niet met het decimale stelsel maar met het binaire stelsel Een decimaal getal wordt omgezet naar machten van 2: 24(16) 23(8) 22(4) 21(2) 20(1) decimaal binair 7 9 12 15 17 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1

AD-omzetter (1) De computer werkt met binaire elektrische signalen, een sensor geeft een gemeten grootheid analoog weer in de vorm van een spanning De spanning moet worden omgezet in een reeks binaire signalen door de AD-omzetter

AD-omzetter (2) De AD-omzetter maakt van een analoog signaal een binair getal, b.v. met 8 bits Bij een bereik van 0-5 V is de resolutie 5/256 = 0,0195 V. De tijd nodig om de spanning om te zetten in een binair getal is de conversietijd, de frequentie waarmee monsters van het signaal worden genomen is de bemonsteringsfrequentie