OMT 2012 Pitanja i Odgovori Za II Parcijalni (1)

7/26/2019 OMT 2012 Pitanja i Odgovori Za II Parcijalni (1)

1/40

1

OSNOVE MEHATRONIKEifra predmeta: ETF EEI OMT 2460

pitanja i odgovori za II parcijalni ispit 2012.

Vanr.prof.dr Mirsad Kapetanovi

. . , . .

Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Sarajevu

1. pitanje

odgovor:

OMT_predavanje5_2012_kontroleri mehatronickih sistema


2


2/40

2

Neintegrirani personalni raunari

Prisustvo i upotreba neintegriranih personalnih desktop i laptop raunara (non-embeddeddesktop and laptop PC computers) svuda oko nas je neto oigledno, neto to se vidi na prvipogled. Ove raunare opte namjene koristimo u gotovo svim naim aktivnostima: od odravanjakontakata sa prijateljima i roacima u svijetu, pa sve do poslovnog nastupa na globalnom svjetskomtritu. Personalni raunari su jednostavno postali nezamjenjiva svakodnevna alatka, dubokoukorijenjena u sve pore naih socijalnih i poslovnih aktivnosti.

korisnika. Optimiziraju se i prilagoavaju korisniku. Opremljeni su ulazno-izlaznim (U/I) ureajima(engleski termin: I/O input-output): tastatura, mi, monitor, printeri...


3

PC personalni desktop raunari

Savremeni personalni (PC) desktop raunarobino ine sljedei elementi:

1. monitor(display)2. osnovna ploa (motherboard), povezuje sve

komponente u jednu cjelinu i usmjeravapodatke

3. procesor(CPU microprocessor), mozakra unara

4. primarna memorija (RAM memory),privremena, kratkotrajna memorija koja radisamo dok ima napajanje

5. kartice proirenja (expansion cards),grafika (kodira video izlaz i usmjerava ga namonitor), zvuna, (kodira zvuni izlaz iusmjerava ga na zvunike), mrena (povezujeraunar sa drugim raunarima) i itd.

6. napajanje (power supply)7. disk drajv (disc drive) -jedan ili vie njih,

itaju i piu podatke sa optikih diskova (CD,- -


4

, - - ,

8. sekundarna memorija (hard disk, opticaldisks, flopy disk, flash memory,...), memorijaza trajno pohranjivanje podataka

9. tastatura (keyboard), slui za unos teksta ikaraktera i za upravljanje raunarom

10. mi (mouse), ulazni ureaj koji svoje kretanjepretvara u kretanje pointera na displeju


3/40

3

2. pitanje

Logika struktura personalnog raunara

odgovor:

slajdovi 5 i 6(treba nacrtati i ematski prikaz)



5


Veina personalnih raunara koristijedinstvenu sabirnicu za vezu procesora(CPU), memorije i ulaznih, odnosno izlaznih(U/I) ureaja.

Svaki U/I ureaj se sastoji od dva dijela:

kontrolera, koji sadri vezne sklopove iupravljaku logiku i

funkcionalnog sklopa U/I ureaja (disk,monitor, tastatura, printer, modemi itd.)


6

Kontroleri se obino nalaze na posebnim

tampanim ploama koje se, preko

odgovarajuih utinica veu na sabirnice, a

kablovima sa U/I sklopovima kojima upravljaju.

Zadatak kontrolera je da posreduje u vezi

procesora i U/I ureaja.


4/40

4


Kada program zahtijeva podatke sa diska,izdaje komandu kontroleru diska koji zatimizdaje niz detaljnih komandi samom disku.Nakon pozicioniranja glave za itanje natraeni TRAG i SEKTOR, disk poinje da aljeserijski niz bita kontroleru. On taj niz pretvara urijei i smjeta ih u memoriju, uz ili bez

osredstva rocesora direktnim ristu om,memoriji (DMA Direct Memory Acces).


7

Arbitriranje na sabirnici:

Ako procesor i jedan ili vie U/I kontrolera ele

istovremeno pristupiti sabirnici, tada ARBITARna sabirnici odluuje kome e dati prednost.

Po pravilu prednost se daje U/I ureajimajer

oni, usljed ekanja mogu da izgube podatke i

znaajno uspore komunikaciju.

3. pitanje

odgovor:



8


5/40

5

Integrirani raunari

Manje vidljiva, ali zato jo mnogo znaajnija revolucija deava se u oblasti integriranihraunara (embedded computers), gdje se raunari integriraju u sve vrste ureaja isistema. Integrirani raunari se koriste za poveanje njihove funkcionalnosti, efikasnosti,

fleksibilnosti i ekonominosti.

Zaista, u gotovo svim savremenim tehnikim ureajima, od jednostavnih kuanskihaparata za svakodnevnu upotrebu, preko instalacija za grijanje i klimatizaci ju, liftova,

pokretnih stepenica, pa sve do sloenih maina za industrijsku proizvodnju, robota i

raznih sistema automatskiog upravljanja, nalaze se integrirani raunari. Takoe seiroko primjenjuju u medicini, posebno u opremi za dijagnostiku i u raznovrsnim

inteligentnim ureajima implantiranim u ljudsko tijelo. Saobraaj, bilo da se radi o

automobilskom, kamionskom, eljeznikom, brodskom ili avionskom, jo je jedna oblast

na koju se rapidno iri primjena integriranih raunara.

Za integrirane raunare kaemo da imaju ugraeno okruenje. Ne postoji tastatura,monitor ili disk. Ulazne informacije prima preko senzora, a izlazne daje preko LED dioda


9

ili na malom displeju. Ugra

eno okruenje je tipino za sisteme koji rade u realnomvremenu (real-time systems).

4. pitanje

-

odgovor:



10


6/40

6

Real-time sistemi

Real-time sistemi su sistemi koji rade u realnom vremenu zbog ega imaju precizne zahtjeve naoperacije procesora ili tok podataka. Sistemi u realnom vremenu funkcioniu korektno ako se postignekorektan rezultat u okviru bilo kog zadanog vremena.

Real-time sistemi su sistemi kod kojih je vremensko izvrenje bitno isto onoliko koliko ikorektnost izlaza.

Real- time sistemi ne moraju biti brzi sistemi, ali najee jesu. Vrijeme izmedju prezentacije seta ulaza softverskom sistemu i pojave asociranih izlaza

naziva se vrijeme odgovora softverskog sistema.

Karakteristika real-time sistema je u tome to je vrijeme znaajan parametarprilikom dodjeleresursa. Kod mainske obrade, naprimjer, ili kod nadgledanja i rada na traci moramo koristiti real-timesisteme. Na osnovu podataka koje dobijaju, ovi sistemi upravljaju mainama u realnom vremenu.

Razlikujemo dvije osnovne vrste real-time sistema:

Tvrdi (hard) real-time sistemi. Tvrdi real-time sistemi garantuju izvrenje zadatka u tanoodreenom vremenu. Ovo su sistemi kod kojih greka tipa zadovoljenja ogranienja realnogvremena vodi ka greki sistema.


11

- . -

dozvoljeno odreeno vremensko odstupanje. Ovo su sistemi ije se perfomanse degradiraju (aline unitavaju) uslijed greki tipa zadovoljenja ogranienja vremena odgovora. Kod njih kritinizadaci dobivaju prioritet nad drugim zadacima i zadravaju ga do zavretka zadatka. Primjertakvog sistema je digitalni audio sistem.

Napomena: Postoje i tzv. firm real-time sistemi kod kojih mala vjerovatnoa neslaganja svremenskim ogranienjem moe biti tolerantna.

5. pitanje

odgovor:



12


7/40

7

Digitalni raunari kao kontroleri

Svaki digitalni raunar kada obavlja upravljaku funkciju u nekom sistemu predstavlja

njegov kontroler(controller).

Svaki personalni raunar(desktop ili laptop PC) opremljen sa adekvatnim digitalnim ianalognim ulaznim i izlaznim interfejsom (digital and analog I/O interface) iodgovarajuim upravljakim softverom (software), moe se koristiti kao kontroler. Jasno

je da su u tom sluaju mnoge hardverske komponente nepotrebne za obavljanje

upravljake funkcije. Za takav raunar kae se da nije integriran u sistem ili ureaj i

naziva se neintegrirani kontroler(non-embeded controller).

Ako je raunar opremljen samo sa minimalno potrebnim hardverskim i softverskimkomponentama, dobiva se manji i jeftinji kontroler koji se lake moe integrirati u sistem,odnosno ureaj. Takav raunar, integriran u sistem ili ureaj, naziva se integriranikontroler embeded controller.


13

.

6. pitanje

odgovor:



14


8/40

8

Mikrokontroleri

Mikrokontroler(microcontroller or microprocesor-based controllers) je minijaturniintegrirani kontroler koji se sastoji od mikroprocesora programiranog za obavljanje svoje

upravljake funkcije u sistemu i od memorije koja se nalazi na istom ipu zajedno sa

ulaznim i izlaznim interfejsom i drugim perifernim funkcijama (tajmerom, bus kontrolerom

i slino, ako su potrebni).

Mikrokontroleri danas masovno zamjenjuju mehanike kontrolere i ostvaruju njihovu

upravljaku funkciju. Njihova velika komparativna prednost je u tome to brojni i

raznovrsni programi postaju jednostavno izvodljivi.


15

7. pitanje

PLC kontroleri

odgovor:

slajd 11(treba nacrtati ematski prikaz PLC kontrolera)



16


9/40

9

PLC kontroleri

Mnogo adaptabilniju varijantu mikrokontrolera

predstavljaju takozvani PLC kontroleri(Programmable Logic Controller). To su

mikrokontroleri koji koriste programabilnu

memoriju (programmable memory) za ulazi izlazi

program

pohranjivanje upravljakih instrukcija koje

obuhvataju upravljake funkcije kao to su:

logika, sekvenca, proraun vremena, znaajni

dogaaji, itd.

PLC kontroleri se mogu reprogramirati zaobavljanje razliitih zadataka.

Upravljako dejstvo PLC kontrolerailustrovano je na slici. Ulazne signale (zatvoren

kontakt, naprimjer) obrauje program i daje

kontroler

A

B

C

D

P

Q

R

S


17

odgovarajue signale na izlazu.

PLC kontroler

8. pitanje

odgovor:



18


10/40

10

Mikroprocesor

Mikroprocesor(microprocesor) se moe posmatrati kao zbir logikih i memorijskihelemenata koji nisu oieni kao individualne komponente, a ije se logike funkcije

implementiraju uz pomosoftvera.

Pod pojmom mikroprocesor podrazumjeva se integrisana centralna procesna jedinica

digitalnog raunara koja u sebi sadri:

radne registre

logiku jedinicu

upravljaku strukturu

sistemsku sabirnicu

razne funkcionalne sklopove


19

Izgled mikroprocesora I8088

Izgled mikroprocesora Pentium D

9. pitanje

odgovor:



20


11/40

11

GPS (Global Positioning System)

GPS je satelitski navigacioni sistem kojiomoguava malim elektronskim ureajima na Zemljivrlo precizno odreivanje svoje lokacije:geografske irine, duine i nadmorske visine(Longitude, Latitude, and Altitude). Preciznost kojomureaji koji se koriste u civilne svrhe odreuju svoju

,koji se koriste u naune i vojne svrhe mogu imati iveu preciznost.

GPS takoe omoguava fiksnim prijemnicima naZemlji vrlo precizno odreivanje vremena, to jebitno u nekim naunim eksperimentima.

GPS sistem se sastoji od najmanje 24 satelita koji senalaze u Zemljinoj orbiti u 6 razliitih ravni,meusobno pozicioniranih pod odreenim uglovimana visini od oko 20000 km, tako da se sa svaketake na Zemlji, u svakom trenutku vide najmanje 4satelita iznad horizonta.


21

Svaki satelit sadri jednostavan raunar, atomski sati nekoliko radio predajnika. Atomski sat je veomabitan zbog potrebe odravanja preciznog vremena.Ostala oprema je relativno jednostavna u poreenjusa drugim satelitima.

Sateliti se neprestano prate sa Zemlje uz pomozemaljske mree monitoring stanica, provjerava senjihov poloaj i vrijeme i po potrebi koriguje uzpomoantena lociranih na Zemlji.

GPS prijemnici

GPS prijemnik (GPS receiver) na Zemlji, uz pomoradio signalakoje alje nekoliko satelita, vrlo precizno odreuje svoju lokaciju pobilo kojim vremenskim uslovima, u svako doba dana i noi, na bilokom dijelu zemaljske kugle.

GPS pr ijemnici raunaju udaljenost od satelita koje vide iznadhorizonta. Udaljenost se odreuje tako to prijemnik mjeri vrijeme

trenutka kada prijemnik primi taj signal. To vrijeme kanjenjapomnoeno sa brzinom svjetlosti, predstavlja traenu udaljenost.Na osnovu poznate pozicije satelita (tu informaciju satelitiperiodino alju istim radio signalom) i izmjerene udaljenosti,raunar u prijemniku izraunava svoju poziciju.

Mada odravanje GPS sistema kota oko 400 miliona USDgodinje, ukljuujui i zamjenu starih satelita savremenijim, GPS je,kao javno dobro, besplatno dostupan svima za civilnu upotrebu.

Zbog toga se GPS tehnologija vemasovno, a sve vie i vie,koristi i u mnogim rutinskim, civilnim aktivnostima, kao to su:


22

navigacija automobila u drumskom saobraaju

navigacija aviona

praenje putanje i leta aviona za potrebe putnika

igre traenja lokacije skrivenih objekata

lociranje mobilnih telefona

upravljanje velikim mainama u rudarstvu, poljoprivredi i sl.

geodetska i topoloka snimanja terena

praenje seizmikih pomjeranja tla, itd, itd, ...


12/40

12

10. pitanje

odgovor:



23

Runi raunarski sistemi depni raunari

Runi raunarski sistemi za koje se esto koristinaziv depni raunari (Pocket Computer,Handheld Computer or Personal Digital Assistant

- PDA) predstavljaju primjer integriranihsistema koji imaju prilagodljivu namjenu. Mogu sekoristiti kao kalkulator, sat, kalendar, adresar,

zatim za kompjuterske igre, pristup internetu,

GPS. Novije verzije imaju ekran u boji, zvunike i

mikrofone, te se mogu koristiti kao mobilni

telefoni.

Odl ikuje ih ekran za dodir(touch screen) kojislui za komunikaciju sa korisnikom. Unos tekstase obino vri na jedan od sljedea dva naina:

1. Uz pomovirtualne tastature koja se pojavljujena ekranu

2. Uz pomoraspoznavanja karaktera koje korisnik


24

ispisuje na ekranu

Osnovne karakteristike: mobilnost, slabihardverski resursi, procesori skromnih mogunsti,

mali ekrani.


13/40

13

11. pitanje

odgovor:



25

ROM memorija

ROM memorija (Read-Only Memory) ili PROM memorija, jo poznata i kao firmware, predstavljaintegrirano kolo programirano specifinim podacima jo u toku proizvodnje. ROM ipovi se koriste, ne

samo u raunarima, vetakoe i u mnogim drugim elektronskim ureajima.

EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) jevrsta kompjuterske memorije kod koje memorijski ip

trajno zadrava podatke i nakon prekida napajanja.To je ustvari niz tranzistora (floating gate transistors) koji

se pojedinano programiraju elektronskim ureajem

znatno vieg napona od onog koji se normalno koristi u

elektronskim kolima. EPROM ip se moereprogramirati vie puta. Njegovo brisanje zahtijevaspecijalni dodatak (kvarcni prozor) kroz koji se moe

emitovati svjetlost odreene frekvencije (UV light

ultravioletna svjetlost). Brisanje nije selektivno, pa seprvo briu svi podaci, a zatim vri reprogramiranje.

OTP (One-Time Programmable) memorijski ipovi se


26

upakovani u neprozirno kuite. Razlog je velikacijena kvarcnog prozora.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory) je memorijski ip koji se koristi u raunarima i

drugim ureajima za pohranjivanje manje koliine

promjenljivih, obino konfiguracionih, podataka. Umjesto

svjetlosti, za brisanje se koristi napon (znatno vii odradnog).

memorijski ip tipa EPROM


14/40

14

12. pitanje

odgovor:



27

RAM memorija

Naziv RAM memorija predstavlja akronim engleskog termina Random Access Memory (RAM). To jenajpoznatija vrsta kompjuterske memorije. Atribut random acces, to znai nasumian pristup,

ukazuje na mogunost pristupa svakoj memorijskoj eliji ako znate koji se red i kolona sjeku na toj eliji.

Dakle, kod RAM memorije je mogudirektan pristup memorijskimelijama u bilo kom poretku.

RAM memorija ustvari predstavlja integralno kolo koje omoguava da se pohranjenim podacimapristupa po bilo kojem redosljedu, bez fizikog pomjeranja medija na kojem su pohranjeni podaci, niti

glave za itanje.

Svakom podatku se pristupa brzo, u konstantnom vremenu, neovisno od fizike lokacije i bezobzira da li postoji relacija sa prethodnim podatkom. To je osnovna razlika u odnosu na memorijske

medije kao to su magnetne trake, magnetni diskovi, optiki diskovi, iji se princip rada bazira na

fizikom pomjeranju medija na kojem su pohranjeni podaci ili glave za itanje. U ovakvim ureajima,

potrebno je mnogo due vrijeme za kretanje nego za prenos podataka, a vrijeme pristupa zavisi od

fizike lokacije narednog podatka.


28


15/40

15

13. pitanje

odgovor:



29

DRAM memorija

Naziv DRAM memorija predstavlja akronim engleskog termina Dynamic Random AccessMemory (RAM).

Dinamika memorija DRAM predstavlja vrstu RAM memorije kod koje se svaki bitpodataka pohranjuje u posebnom kondenzatoru unutar integralnog kola. Poto realni

kondenzatori gube naboj, nakon odreenog vremena bi dolo do nestajanja pohranjenih

.

ova vrsta memorije se naziva dinamikom, za razliku od statike memorije (SRAMStaticic Random Access Memory).

Prednost u odnosu na statiku memoriju predstavlja strukturalna jednostavnostjer je

potreban samo jedan tranzistor i jedan kondenzator po bitu memorije (kod statikememorije potrebno 6 tranzistora). Par tranzistor-kondenzator ine jednu memorijsku eliju.

Kondenzator sadri informaciju 0 ili 1. Tranzistor omoguava itanje stanja, odnosno

informacije koju sadri kondenzator.

Realni kondenzator e o ut osudeu koo senalazeelektroni.


30

Stanje 1 odgovara punoj posudi, a stanje 0 praznoj.

Problem se javlja ako posuda curi. U roku od nekoliko

milisekundi kondenzator se isprazni. Zbog toga, da bi

dinamika memorija uopte mogla funkcionisati,

memorijski kontroler mora neprestano dopunjavati

kondenzator prije nego to se isprazni. To radi tako to ga

uita, a odmah zatim ponovo zapie u istu eliju. Ovaj

proces se deava automatski preko hiljadu puta u sekundi.


16/40

16

14. pitanje

odgovor:



31

Fle memorija

Fle memorija (Flash Memory)predstavlja vrstu kompjuterskememorije (memorijski ip) kojase moe brisati i reprogramirati ikoja trajno zadrava podatke inakon restanka na a an a. .Srodna je EEPROM (ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory) memoriji, ali jekarakteristina je po tome to

se odjednom briu cijeli blokovi.Kod ove vrste memorijepromjena samo jednog bajtazahtijeva ponovno zapisivanjecijelog bloka. Ranije verzije flememorije morale su u tom


32

slu aju prepisivati (odnosnobrisati) cijeli ip odjednom.

USB fle drajv (USB flashdrive) je memorijski ureaj kojikoristi fle memoriju saintegriranim USB prikljukom.


17/40

17

15. pitanje

Karakteristina podruja tokom prekidanja naizmjenine struje

odgovor:

slajdovi 11 i 12OMT_predavanje10_2012_mehatronika u EE IV dio_sintetska

ispitivanja i CZM


33


Paljivom analizom strujnih i

naponskih naprezanja tokomprekidanja naizmjenine strujemogu se uoiti tri glavnapodruja (intervala):

podrujevelikestruje

podrujeinterakcije

podrujevisokognapona

1) podruje velike struje

(t2-t1)

2) podruje interakcije

(t3-t2)

3) podruje visokog napona(poslije t3)

gdje su:

t1 trenutak razdvajanja


34

,

t2 poetak intenzivne

promjene napona luka uL,

t3 prestanak proticanja struje

(ukljuujui i preostalu

struju ip).


18/40

18


Podruje velike strujeje interval vremenaod trenutka razdvajanja kontakata do

poetka intenzivne promjene napona

luka prije strujne nule. Ovo podruje

prethodi podruju interakcije i podruju

visokog napona.

podrujevelikestruje

podrujeinterakcije

podrujevisokognapona

od poetka intenzivne promjene

napona luka prije strujne nule do

trenutka kada prestane tei struja,

ukljuujui i preostalu struju (ako

postoji). Tokom ovog intervala strujna

naprezanja se mijenjaju u naponska.

Interakcija prekidaa i kola neposredno

prije i poslije strujne nule igra

ekstremno vanu ulogu u procesu

prekidanja i odreuje performanse


35

prekidaa.

Podruje visokog naponaje interval odtrenutka kada prestane tei struja,

ukljuujui i preostalu struju (ako

postoji) do kraja operacije prekidanja.

Tokom ovog intervala meukontaktni

razmak prekidaa je izloen

naprezanjima usljed povratnog

napona.

Tokom sintetskih ispitivanja prekidaa, sva tri opisanapodruja se moraju simulirati tako da odgovarajustvarnim naprezanjima u realnom sistemu.

16. pitanje

Sintetski krugovi sa injektiranjem struje

odgovor:

slajdovi 17 i 18OMT_predavanje10_2012_mehatronika u EE IV dio_sintetska

ispitivanja i CZM


36


19/40

19


Metod injektiranja struje karakteristian je po tome to se struja koju generie naponski krug,superponira sa glavnom strujom (strujom industrijske frekvencije), koja protie kroz ispitivaniili pomoni prekida, tako da se u pomonom prekidau postigne prolazak struje kroz nuluprije nego u ispitivanom. Na taj nain, nakon to pomoni prekidaprekine svoju struju, ispitivaniprekidaautomatski ostaje u naponskom krugu u kome injektirana struja opada prema nuli istom

brzinom koju ima glavna struja, tako da se postie maksimalna ekvivalencija uslova u stablu luka u

o o n strune nue, ez o a ve pauze zme u strunog napons og naprezana.

Postoje dvije osnovne vrste sintetskih krugova sa injektiranjem struje:

paralelni i

serijski.

Na slici je prikazana pojednostavljena shema sintetskog kruga sa paralelnim injektiranjem struje.


37


Prije poetka ispitivanja i pomoni (PP) i ispitivani prekida (IP) su u ukljuenom poloaju.Ispitivanje poinje uklapanjem uklopnika K, kojim se uspostavlja tok glavne struje i I.

Nakon toga oba prekidaa razdvajaju svoje kontakte u priblino isto vrijeme (t0).

Posebnim kolom za produavanje luka (KPL) sprjeava se gaenje luka prije unaprijedodabrane strujne nule. U trenutku t1 strujno zavisni upravljaki krug, sa tanou od

nekoliko mikrosekundi, inicira propaljivanje specijalnog iskrita kojim se paralelnoispitivanom prekidau ukljuuje naponski izvor (glavna kondenzatorska baterija C0) i

iskrite

a o n e t r a stru a V, o a se zatvara roz spt van pre a superponra sa g avnom

strujom iI.

U vremenskom intervalu od t1 do t2 strujni i naponski izvori su spojeni paralelno nakontaktima ispitivanog prekidaa, tako da kroz njega tee suma struja iV + iI.

U trenutku t2 glavna struja (iI) prolazi kroz nulu. S obzirom na to da je napon strujnog

izvora relativno mali, pomo

ni prekida

ima relativno lagan zadatak da u toj nuliprekine struju iI i tako odvoji (izolira) strujni krug od naponskog kruga.

Kada u trenutku t3 ispitivani prekidaprekine injektiranu struju iV, na njegovimkontaktima se uspostavlja PPN koji je rezultat oscilacija naponskog kruga.

Cijelo vrijeme tokom uspostavljanja PPN-a iskrite ostaje provodno. PPN se podeavaelementima CdV i ZV. Sa BKS je oznaen blok kojim se podeavaju parametri bliskog

kratkog spoja.


38


20/40

20

17. pitanje

Enkoderi i njihova podjela

odgovor:

slajdovi 3 i 4(bez slike)

OMT_predavanje9_2012_enkoderi


39

Enkoderi

Enkoderi su ureaji koji na svom izlazuproizvode signal kao kao rezultat vlastitog

linearnog ili rotacionog kretanja.

Kada enkoderi proizvode signal u vidu niza

digitalnih impulsa onda se obino nazivaju

digitalni enkoderi. Jenostavnim brojanjempojedinanih bitova ili dekodiranjem niza bitova,

impulsi se mogu pretvoriti u relativno ili apsolutno

mjerenje pozicije, brzine, ubrzanja i odreivanje

smjera kretanja. Enkoderi se generalno mogu podijeliti na:

mehanike (enkoderi kontaktnog tipa)

magnetne (linearni diferencijalnitransformatori i


40

optike (fotoelektrini enkoderi).

Veina dananjih enkodera radi na principu foto-

elektrinog skeniranja odreene skale tokom

kretanja, zbog ega ih esto nazivamo i digitalnioptiki enkoderi.


21/40

21

Enkoderi

Enkoderi mogu bit i:

rotacioni ili linearni.

Rotacioni enkoderi proizvode digitalne impulse kada se osovina na koju su privrenirotira. Time se omoguava mjerenje relativnog ili apsolutnog ugla zakretanja osovine.

Linearni enkoderi proizvode digitalne impulse kada se dio na koji su privreni translatornopomjera u odreenom pravcu. Time se omoguava mjerenje relativnih ili apsolutnihkoordinata odreene take. ee se koriste rotacioni enkoderi.

Enkoderi se mogu podijeliti u dvije osnovne grupe:

apsolutni enkoderi relativni enkoderi (inkrementalni enkoderi ili enkoderi prirataja)

Kod apsolutnih enkoderajedinstveni niz bitova (jedinstvena digitalna rije) odgovarasvakoj ugaonoj poziciji osovine kod rotacionih enkodera, odnosno podunoj koordinati uodgovarajuem mjernom opsegu kod linearnih enkodera. Oni mogu ponovo oitati tanu


41

.

Relativni enkoderi su jednostavniji jer generiu pojedinane digitalne impulse ijim sebrojanjem, uz poznatu rezoluciju, moe pratiti relativno rotaciono ili translatorno kretanje.U sluaju prestanka napajanja, oni ne mogu ponovo oitati svoju poziciju, vepokazujunulu. Zbog toga se moraju ponovo dovesti na referentnu poziciju.

18. pitanje

Princip rada rotacionog enkodera

odgovor:

slajd 5(treba nacrtati i sliku sa slajda)



42


22/40

22

Rotacioni enkoderi

Veina rotacionihenkodera radi na principufoto-elektrinog skeniranja.

Sastoje se od stakleniog iliplastinog, optikog diskaza kodiranje (optical code

ugravirane ili foto grafikinanesene radijalne skale(scale, pattern) rasporeeneu vie staza (tracks).

Tokom rotacije osovine,radijalne linije skala ustazama prekidaju zraksvjetlosti izmeufotoemitera (LED dioda Light Emitting Diode) ifotodetektora


43

(fototranzistorphototransistor).

Fiksni senzori (parfotoemiter-fotodetektor)detektuju kod na osnovukojeg se generiu digitalniizlazni signali.

19. pitanje

Gray kod

odgovor:

slajd 10(treba nacrtati tabelu i slike)



44


23/40

23

Gray kod

Kao to se vidi sa slike, grey kodje karakteristian po tome to se na svakom prelazu istovremenomoe mijenjati samo jedan bit u digitalnoj rijei. Dakle, na istoj ugaonoj poziciji samo se u jednoj stazi

moe mijenjati stanje.

Decimalnikod

Ugaona pozicijaBinarni

kod

Gray

kod

0 000.0-022.5 0000 0000

1 022.5-045.0 0001 0001

2 045.0-067.5 0010 0011

3 067.5-090.0 0011 0010

4 090.0-112.5 0100 0110

5 112.5-135.0 0101 0111

6 135.0-157.5 0110 0101

7 157.5-180.0 0111 0100

8 180.0-202.5 1000 1100


45

9 202.5-225.0 1001 110110 225.0-247.5 1010 1111

11 247.5-270.0 1011 1110

12 270.0-292.5 1100 1010

13 292.5-315.5 1101 1011

14 315.0-337.5 1110 1001

15 337.5-360.0 1111 1000

20. pitanje

Binarni kod

odgovor:

slajd 11(treba nacrtati tabelu i slike)



46


24/40

24

Binarni kod

Za razliku od gray koda, binarni kod moe mijenjati stanje u vie staza istovremeno, to znai da seistovremeno moe mijenjati i vie bitova u digitalnoj rijei. Zbog toga je posebno izrazen problem netanosti

binarnog koda na pozicijama gdje dolazi do prelaza iz jednog stanja u drugo u vie staza istovremeno.

Decimalnikod


kodGray

kod

0 000.0-022.5 0000 0000

1 022.5-045.0 0001 0001

2 045.0-067.5 0010 0011

3 067.5-090.0 0011 0010

4 090.0-112.5 0100 0110

5 112.5-135.0 0101 0111

6 135.0-157.5 0110 0101

7 157.5-180.0 0111 0100

8 180.0-202.5 1000 1100


47

9 202.5-225.0 1001 1101

10 225.0-247.5 1010 1111

11 247.5-270.0 1011 1110

12 270.0-292.5 1100 1010

13 292.5-315.5 1101 1011

14 315.0-337.5 1110 1001

15 337.5-360.0 1111 1000

21. pitanje

Netanost binarnog koda na prelaznim pozicijama

odgovor:

slajd 12(treba znati nacrtati tabelu za sline primjere)



48


25/40

25

Netanost binarnog koda na prelaznim pozicijama

Primjena binarnog koda nije uvijek zgodna zbog problema koji se mogu javitina prelaznim pozicijama izmeu dvije digitalne rijei. Ako se optikienkoder disk zaustavi izmeu dva susjedna sektora (ili ako prelazi nisuperfektno poravnati u istoj liniji) moe se desiti da je u potpunostinemogue odrediti ugaoni poloaj osovine.

Da bismo ilustrovali ovaj problem, posmatrajmo ta se deava kada se ugaomijenja sa 179.9o na 180.1o (sa sektora 7 na sektor 8). U odreenom

Decimalnikod


kod

0 000.0-022.5 0000

1 022.5-045.0 0001

2 045.0-067.5 0010trenutku, digitalna rije0111 mijenja se u 1000. Dakle, na ovoj pozicijiistovremeno se mijenjaju sva etiri bita da bi se promijenila samo jednadigitalna rije. Meutim, to se tako ne deava u stvarnosti. U realnomenkoderu prelazi u razlicitim stazama nikada nisu perfektno poravnati,tako da e se stanje u svakoj stazi mijenjati u razliitom trenutku.

Naprimjer, neka se promjena stanja deava sljedeim redom: prvo se mijenjabit 3, onda bit 1, zatim bit 2 i na kraju bit 0. Enkoder ce u ovomvremenskom intervalu registrovati sljedei niz digitalnih rijei:

0111 (poetna pozicija)1111 (nakon promjene samo bita 3)

1101 (nakon promjene i bita 1)

3 067.5-090.0 0011

4 090.0-112.5 0100

5 112.5-135.0 0101

6 135.0-157.5 0110

7 157.5-180.0 0111

8 180.0-202.5 1000

9 202.5-225.0 1001

10 225.0-247.5 1010

11 247.5-270.0 1011


49

1001 (nakon promjene i bita 2)1000 (konana pozicija nakon promjene i bita 0)

Kada u tabeli pogledamo ugaone pozicije koje odgovaraju ovim rijeima,dobiemo sljedee sektore u nizu: 7, 15, 13, 9, pa tek na kraju sektor 8.U mnogim sluajevima, ovakvo ponaanje realnog enkodera jenepoeljno i moe uzrokovati nepravilan rad ili otkaz sistema.

Naprimjer, ako se enkoder koristi na ruci robota, kontroler e zakljuiti da jeruka u pogrenoj poziciji i pokuae napraviti korekciju zakreui je zacijelih 180o i tako moda otetiti ruku. Da bi se rijeio ovaj problem,koristi se gray kod umjesto binarnog koda.

12 270.0-292.5 1100

13 292.5-315.5 1101

14 315.0-337.5 1110

15 337.5-360.0 1111

22. pitanje

Osnovni princip foto-elektrinog skeniranja kod optikihenkodera

odgovor:

slajdovi 19 i 20(uz objanjenje treba nacrtati skicu sa slajda 19)OMT_predavanje9_2012_enkoderi


50


26/40

26

Princip fotoelektrinog skeniranja

Osnovni princip foto-elektrinog skeniranjakod optikih enkodera sa

4-dijelnom referentnom

skalom i etiri fotoelije

prikazan je na slici.

Zaslon ima 4 re erentne

skale ija je podjela

meusobno smaknuta za

po 1/4 koraka podjele, koji

se blago razlikuje u

odnosu na linearnu skalu.

Na nekim mjestimalinije sepreklapaju i takodozvoljavajuprolaz svjetlosti,


51

Odgovarajue fotoelije generiu sinusoidalne signale koji su meusobno faznopomaknuti za 90oe (dva zelena i dva plava signala na slici desno). Ovakogenerisani signali nisu simetrini u odnosu na nultu liniju. Zbog toga su fotoelijespojene u tzv.push-pullspoj koji proizvodi dva signala I1 i I2 koji su simetrini uodnosu na nultu liniju sa meusobnim faznim pomakom od 90oe (dva crvenasignala).

mjestimapreklapaju linije iprocjepi, tostvara sjenu.

Fotoelektrino skeniranje sa jednodjelnom referentnom skalom

Da bi se popravio kvalitet izlaznih signala ida bi se smanjila osjetljivost optikihenkodera na optiku kontaminaciju, unovije vrijeme se koristi fotoelektrinoskeniranje sa jednodjelnomreferentnom skalom na zaslonu, koja

je neto ira (slika gore).

Njen korak podjele se takoe blagorazlikuje od podjele na linearnoj skali,to stvara sjenu razliitog intenziteta,kao to je ilustrovano na slici. Ovakavsistem predstavlja optiki filterkoji

homogeni snop svjetlosti pretvara uoptiki signal sa sinusnommodulacijom.

Umjesto pojedinanih fotoelija, ovdje sekoristi specijalno strukturiranifotosenzorkoji generie etiri


52

, ,meusobno fazno pomaknuta za 90oe.

I ovdje se, na isti nain kao kod skeniranjasa etverodjelnom referentnom skalom,etiri signala koriste za generisanjesamo dva izlazna signala (I1 i I2), kojisu simetrini u odnosu na nultu liniju sameusobnim faznim pomakom od 90oe

(dva crvena signala). Izlazni signali semogu digitalizirati po potrebi.


27/40

27

23. pitanje

Enkoderi na prekidaima VN

odgovor:

slajd 36(bez slika)



53

Enkoderi na prekidaima VN

Prekidai VN su dinamiki aparatiiji pogonski mehanizam tokomoperacija uklopa i isklopa, velikombrzinom pokree kontakte sklopnogelementa.

Tokom operacije isklopa, pokretnemase od nekoliko desetina kilograma,u vremenu od desetak milisekundiubrzavaju se do brzina od preko 10m/s, da bi se, nakon gaenja luka kojitraje prosjeno petnaestak ms,zaustavile.

Vrijeme prekidanja ne smije bitidue od 60 ms.

Dinamiki parametri prekidaa:

hodogram kretanja kontakata, brzine uklopa i isklopa, vremena uklo a i isklo a

rotacioni enkoder

linearni enkoder


54

,

asinhronizam, amortizacija, ...

moraju biti ispravno podeeni, pa je u tusvrhu je neophodno imati ureaje zanjihovo mjerenje (circuit breaker testsystem travel recorder).

Postoje razne vrste tih ureaja, ali svakiod njih mora imati neku vrsturotacionog ili linearnog enkodera.


28/40

28

24. pitanje

Motivacija za razvoj i upotrebu nekonvencionalnih mjernihtransformatora

odgovor:

slajd 5OMT_predavanje11_2012_mehatronika u EE V

dio_nekonvencionalni MT


55

Nekonvencionalni mjerni transformatori: motivacija za razvoj i upotrebu

Tehnoloki progres informacionih tehnologija (IT), elektronike i optoelektronike uposljednjih dvadesetak godina ima veoma bitan uticaj na promjene koncepcije VNaparata i postrojenja koje karakterizira:

kompaktizacija postrojenja i digitalna zatita koja zahtijeva malu snagu za svoj rad

.strujni i naponski mjerni transformatori zbog malih dimenzija i digitalnog izlaza prirodnonalaze svoje mjesto u novoj arhitekturi VN postrojenja.

Tako se, pored konvencionalnog naina mjerenja struje i napona (koristei klasinestrujne i naponske mjerne transformatore), u elektroenergetskim sistemima sve ee

primjenjuju i nekonvencionalni naini mjerenja. Motivacija za razvoj i upotrebu nekonvencionalnih mjernih transformatora (NCIT Non

Conventional Instrument Transformers) i postepeno naputanje dosadanjeg(konvencionalnog) naina mjerenja, jeste:

stalna tenja za smanjenjem trokova,


56

integracija opreme i kompaktizacija postrojenja, poveanje pouzdanosti, poveanje tanosti mjerenja, jednostavnija instalacija, putanje u pogon, podeavanje i servis, ouvanje i zatita okoline, brojne dodatne prednosti vezane za primjenu digitalne tehnike.


29/40

29

25. pitanje

Polarizovana svjetlost

odgovor:




57

Polarizovana svjetlost

Svjetlost predstavlja elektromagnetni talas koji se transferzalno prostire krozvakum.

Transferzalna priroda svjetlosnog talasaje sasvim drugaija od ostalihtransferzalnih talasa. Za razliku od transferzalnog vibriranja nategnute ice,

naprimjer, svjetlosne vibracije se mogu deavati u vie ravni istovremeno (slika

a desno Takva svetlost naziva se ne olarizovana sv etlost Sunce lamen, . . ,svijee, sijalica emituju nepolarizovanu svjetlost. Oakav transferzalni talas je

teko vizuelizirati, pa je od pomoi nepolarizovanu svjetlost predstaviti sa samo

dvije vibracije, jednu u horizontalnoj, drugu u vertikalnoj ravni (slika b, desno).

Polarizovana svjetlostje svjetlost u kojoj se transferzalne vibracije javljaju

samo u jednoj ravni. Mogue je polarizovati nepolarizovanu svjetlost. Ovajproces je poznat pod nazivom polarizacija svjetlosti.

Postoji vie naina polarizacije svjetlosti:

polarizacija uz pomopolaroid filtera

polarizacija pri refleksiji svjetlosti


58

polarizacija prilikom prostiranja kroz medij


30/40

30

26. pitanje

Pasivni i aktivni mjerni sistemi

odgovor:

slajdovi 13 i 15OMT_predavanje11_2012_mehatronika u EE V



59

Pasivni i aktivni mjerni sistemi

Nekonvencionalni sistemi mjerenja mogu se podijeliti u dvije osnovne grupe:

pasivni mjerni sistemi i

aktivni mjerni sistemi

Pasivni mjerni sistemi nemaju na visokonaponskoj strani aktivnu elektronsku opremu.

stranu. Tamo se modulie se uz pomopasivnih pretvaraa informacijom o mjernoj

veliini. Zatim se modulisani signal se vraa na potencijal zemlje gdje se vri dalja

obrada.

Aktivni mjerni sistemi za mjerenje struje i napona koriste aktivne elektronskekomponente na visokonaponskoj strani uz iju pomomoduliu nosei signalinformacijom o mjernoj veliini. Ovako modulisan elektrini signal se pretvara u optiki

signal i optikim prenosnim sistemom (fiber optikim kablom) prenosi na potencijal zemlje

gdje se vri dalja obrada.


60

prenosnih sistema, zbog ega se ovi nekonvencionalni transformatori nazivaju i optikimjerni transformatori.

Danas postoji vie tehnikih rjeenja, baziranih na optikim ili hibridnimsenzorima, u zreloj fazi razvoja. Nekoliko svjetskih proizvoaa mjernih transformatoravenude komercijalna rjeenja nekonvencionalnih (optikih) mjernih transformatora.


31/40

31

Pasivni mjerni sistemi

Umjesto direktnog mjerenja odreene veliine, mogu se mjeriti promjene fizikih osobina

nekih materijala pod dejstvom elektrinog ili magnetnog polja u kome se nalaze.

U posebnu grupu pasivnih mjernih sistema spadaju principi koji se baziraju na

promjenama optikih karakteristika nekih materijala pod dejstvom elektrinog ili

magnetnog polja u kome se nalaze:

Kerr efekat

Pockels efekat

Faraday efekat

Svaki od ovih sistema se oslanja na razne mehanizme kojima materijal zakree

polarizovanu svjetlost koja prolazi kroz njega. Ugao rotacije zavisi od elektrinog ili

magnetnog polja u kome se nalazi materijal. Performanse pojedinih sistema uglavnom su

odreene mogunou mjerenja promjena u polarizaciji svjetlosti.

Svjetlost se do dijelova pod visokim naponom moe dovesti i vratiti nazad:


61

optikim kablovima ili

sistemom lasera i odgovarajuih prizmi ili ogledala.

Za mjerenje struje u nekonvencionalnim mjernim transformatorima moe se iskoristiti i

Hall efekat

27. pitanje

Kerr efekat

odgovor:

slajdovi 16 i 17OMT_predavanje11_2012_mehatronika u EE V



62


32/40

32

Kerr efekat

Kerr efekatje osobina transparentnih materijala da u prisustvuelektrinog polja postaju dvoosni, mada su u odsustvu polja

jednoosni. To znai da se svjetlosni talas koji ulazi u ovakav

materijal dijeli u dva talasa koji se prostiru razliitim brzinama,

a to opet znai da imaju dva indeksa loma n1 i n2:

gdje je c brzina svjetlosti u vakuumu, a v1 i v2 brzine

razdijeljenih talasa svjetlosti u materijalu sa dvostrukim

indeksom loma u prisustvu elektrinog polja.

Veliina koja karakterizira ovu pojavu je razlika izmeu ova dva

indeksa loma n:

Promjena n je proporcionalna kvadratu elektrinog polja po emu se ovaj efekat jo naziva i kvadratni


63

e e troopt e e at:

gdje su: 0 - talasna duina svjetla; K - Kerrova konstanta; E - jaina elektrinog polja.

Dakle, mjerenjem n moe se odrediti napon U na Kerrovoj eliji (Kerr elementu). Meutim, zbog

kvadratne ovisnosti od napona Kerrove elije nisu najpogodne za mjerenje.

Kerr efekat

Efekat je 1875. godine otkrio kotski fiziar John Kerr, po emu je efekat i dobio ime.

Svi transparentni materijali ispoljavaju Kerrov efekat, ali neke izotropne (jednakih fizikih svojstava u svim

pravcima) tenosti ga iskazuju mnogo jae nego ostali materijali, kao naprimjer nitrobenzol(C6H5NO2), pa imaju jako velike vrijednosti Kerr-ove konstante.

Staklena elija napunjena takvim tenostima naziva se Kerrova elija.

,

elije se esto koriste za modulaciju svjetlosti. Svjetlost pomou ovih ureaja moe biti moduliranapri frekvencijama do 10 GHz.

Problem je toksinost i eksplozivnostnitrobenzola.

Zbog veoma kratkog vremena odziva Kerr elementi se najee koriste kao klapne u ultra brzimkamerama.


64


33/40

33

28. pitanje

Pockelsov efekat

odgovor:




65

Pockelsov efekat

Pockelsov efekatje elektrooptiki efekat slian Kerrovom efektu, ali je promjena n direktnoproporcionalna jaini elektrinog polja, odnosno naponu na Pockelsovom elementu:

Efekat je 1893. godine prouavao Friedrich Carl Alwin Pockels, po kojem nosi ime.

Ovu osobinu imaju piezoelektrini kristaliija kristalna reetka nema centar simetrije.

Pockelsove elije se izrauju na slian nain kao i Kerrove.

Elektrino polje moe biti primijenjeno na kristal poduno ili popreno u odnosu na snopsvjetlosti.

Ako je polje popreno, potrebe za naponom mogu biti smanjene produivanjem kristala, a

ako je elektrino polje poduno, takve elije trebaju prstenaste elektrode.


66


34/40

34

29. pitanje

Faradeyev efekat

odgovor:

slajd 19(objasniti i ilustrovati slikom sa slajda)

OMT_predavanje11_2012_mehatronika u EE Vdio_nekonvencionalni MT


67

Faradeyev efekat

Faradayev efekat ili Faradeyeva rotacija je magnetooptiki efekat koji predstavlja interakciju izmeusvjetlosti i magnetnog polja. Efekat je otkrio Michael Faraday 1845.godine, po kojem je dobio ime. Bio

je to prvi eksperimentalni dokaz o povezanosti optike i magnetizma. Pokuavajui da namagnetie

svjetlost, otkrio je rotiranje ravni polarizacijesvjetlosti u magnetnom polju.

Efekat se javlja u skoro svim transparentnim (providnim) dielektrinim materijalima, ukljuujui tenosti,

kada su pod dejstvom magnetnog polja.

Faraday-ev efekat je posljedica dekompozicije talasa na dva cirkularno polarizovana talasa (Cirkularnopolarizovani talasje talas kod kojeg vrh vektora polja opisuje krunicu) koja se prostiru razliitimbrzinama, to uzrokuje rotaciju ugla polarizacije.

Ako je L duina elije kroz koji prolazi linearno polarizovani svjetlosni zrak izloen magnetnom polju, veza

izmeu ugla rotacije polarizacije i magnetnog polja u dijamagnetnom materijalu je data sa:

gdje su:

V Verdetova konstanta

ugao rotacije


68

Amperova teorema omoguava da se Faradayevefekat primjeni za mjerenje struje umjesto

magnetnog polja. Ako svjetlosni zrak pravi

puni krug oko vodia sa strujom, integracijom

du puta, Faradayev ugao postaje

proporcionalan struji:


35/40

35

30. pitanje

Hallov efekat

odgovor:

slajd 20(uz objanjenje dovoljno nacrtati samo sliku gore desno)



69

Hallov efekat

Efekat je otkrio E.H. Hall 1879. godine. Koristei ovaj efekatje mogue mjeriti struju kroz provodnik ili poluprovodnik

trakastog oblika.

Sutina Hallovog efektaje u slijedeem:

Ako je metal ili poluprovodnik kroz koji protie struja I izloen

ma netnom o u B ko e d elu e o renou odnosuna

struju), inducira se eletrino polje E koje je okomito i na

magnetno polje i na struju (slika desno, gore).

Izmeu ivica trakastog provodnika kroz koji protie struja u

prisustvu magnetnog polja okomitog na tok struje,javlja

se napon Uh koji je proporcionalan struji I krozprovodnik i magnetnoj indukciji:

gdje je Rh Hallova konstanta, a d irina trakastog

rovodnika


70

.

Hall efekat je posljedica Lorentzove sile:

Pod uticajem ove sile dolazi do neravnomjerne distribucije

praznina u kristalnoj reetci provodnika (slike desno,

dole) to se manifestuje kao pojava poprenog

elektrinog polja odnosno Hallovog napona Uh.


36/40

36

31. pitanje

pula Rogowskog

odgovor:

slajd 21(uz objanjenje nacrtati ematski prikaz slika lijevo)



71

pula Rogowskog

pula Rogowskogje toroidalni namotaj sa nemagnetnim jezgrom postavljen oko provodnika kroz kojiprotie mjerena struja. Promjenljivo magnetno polje koje stvara struja indukuje napon u namotaju


72

koji je proporcionalan izvodu struje (di/dt).Izlazni napon ima vrijednost: U izl=M di/dt, gdje je M vrijednost meuinduktiviteta. Taj napon se integrira

elektronskim integratorom tako da se na njegovom izlazu dobiva napon koji vjerno reproduciraoblik struje. Zbog nemagnetnog jezgra ovaj senzor nema nelinearnosti, pa je izlaz praktinoneovisan od frekvencije u irokom dijapazonu odreenom vremenskom konstantom pule, tako dase vjerno mogu reprodukovati veoma brze tranzijentne struje.

Izlazni elektrini signal se E/O konvertorom pretvara u svjetlosni i alje na potencijal zemlje fiberoptikim kablom gdje se O/E konvertorom ponovo pretvara u elektrini i povezuje sa mjerniminstrumentima i zatitom.


37/40

37

32. pitanje

Definicija i funkcionalni dijagram nekonvencionalnih mjernihtransformatora

odgovor:

slajdovi 24 i 25(uz objanjenje nacrtati funkcionalni dijagram)OMT_predavanje11_2012_mehatronika u EE V



73

Definicija i funkcionalni dijagram nekonvencionalnih mjernih transformatora

Definicija: Nekonvencionalni mjerni transformatorje statiki aparat koji se sastoji od jednog ili viesenzora struje ili napona, koji moe biti spojen preko primarnog konvertora na prenosni sistem isekundarni konvertor, a koji je namijenjen za prenos signala proporcionalnog mjernoj veliini do mjernih


74

, .

Nekonvencionalni mjerni transformator se esto naziva i elektronski mjerni transformator ili optikimjerni transformator.

Nije neophodno da nekonvencionalni mjerni transformator ima sve elemente prikazane nafunkcionalnom blok dijagramu. Primjenjena tehnologija nekonvencionalnog mjernog transformatoraodreuje koji su elementi potrebni u njegovoj realizaciji.

Za njihov rad je potrebna mala snaga, na VN strani nemaju elektronsku opremu i za prenos informacijakoriste fiberoptike kablove.


38/40

38

Definicija i funkcionalni dijagram nekonvencionalnih mjernih transformatora

Primarni senzor: Ureaj koji konvertira primarnu mjernu veliinu (struju ili napon) u niskoenergetskianalogni signal pogodan za elektronsku obradu. Primarni senzor je specijalno konstruisan i mehanikiintegriran sa primarnim provodnikom.


75

r marn onver or: e rons ure a sme en u z n prmarnog senzora e za a adigitalizacija i predprocesiranje signala u pogodan oblik za prenos do sekundarnog konvertora.

Primarno napajanje: Napaja elektrinom energijom primarni konvertor. Prenosni sistem: Sistem koji povezuje primarne i sekundarne konvertore. Obino je to fiberoptiki

kabl koji prenosi optiki signal.

Sekundarni konvertor: Elektronski ureaj smjeten u komandnoj sobi iji je zadatak da signal pretvoriu standardni izlazni format prilagoen mjernom instrumentu, odnosno tipu zatite i sistemu upravljanja.

Sekundarno napajanje: Napaja elektrinom energijom sekundarni konvertor.

33. pitanje

Nekonvencionalni strujni mjerni transformatori

odgovor:

slajd 27

(potrebno nacrtati skicu sa legendom)OMT_predavanje11_2012_mehatronika u EE Vdio_nekonvencionalni MT


76


39/40

39

1. Optoelektroniki ureaj konvertuje svjetlosni signal izLED dioda u dva linearno polarizovana signala ialje ih kroz fiberoptiki kabl.

2. Na vrhu potpornog izolatora se nalazi krunipolarizatorsvjetlosti koji dva linearno polarizovanasignala konvertuje u jedan lijevo i jedan desno kruno

olarizovani si nal.

Nekonvencionalni strujni mjerni transformatori

3. Oba signala putuju oko provodnika vie puta.Magnetno polje koje stvara struja koja tee krozprovodnik jedan signal usporava, a drugi ubrzava. Tajefekat se naziva Faraday-ev efekat (Faraday effect).

4. Nakon to signali dou do kraja fiberoptikog kablareflektuju se na tamo postavljenom ogledalu i vraajuse nazad istim putem. Tom prilikom se efekat duplira.

5. Oba signala ponovo nailaze na kruni polarizator, kojiih sada konvertuje u linearno polarizovane signale.Kada nema struje kroz provodnik, oba signala su ufazi. Meutim, kada struja tee kroz provodnik ona


77 optoelektronika

fazno pomjera signale u suprotnim smjerovima,zbog ega oni prestaju biti u fazi.6. Svjetlost putuje nazad do optoelektronikog ureaja.

Tu se odreuje fazni stav i tako precizno mjeristruja kroz provodnik. Poto oba signala prelazeidentian put, vibracije i temperaturne promjene imajuisti efekat na oba signala, to znai da nemaju uticajana tanost.

34. pitanje

Nekonvencionalni naponski mjerni transformatori

odgovor:

slajd 28

(potrebno nacrtati skicu sa legendom)OMT_predavanje11_2012_mehatronika u EE Vdio_nekonvencionalni MT


78


40/40

1. Napon na prikljuku stvara elektrino poljeizmeu provodnika i zemlje

2. Optoelektroniki ureaj alje svjetlosni signal

iz LED dioda kroz fiberoptiki kabl

3. Svjetlost putuje du linija polja do gornje

Nekonvencionalni naponski mjerni transformatori

elektrode

4. Svjetlost ulazi u Pockelsove kristale(Pockels cells) smjetene na odreenim

pozicijama unutar potpornog izolatora

5. Dok prolazi kroz kristale, elektrino poljemijenja krunu polarizaciju svjetlosti ueliptinu (kruno polarizovana svjetlost ulaziu kristal, a izlazi eliptino polarizovana

svjetlost). Na osnovu parametara elipse


79

odreuje se precizno vrijednost polja namjestu kristala.

6. Na kraju se, na osnovu vrijednosti poljaodreenog u tri take, precizno odreuje(mjeri) napon. Mjerenje ne zavisi odvanjskih uticaja, kao to je povrinsko

zagaenje izolatora.optoelektronika

Documents

OMT 2012 Pitanja i Odgovori Za II Parcijalni (1)