1.Mechatronika jest dziedziną interdyscyplinarną, łączącą w sposób synergiczny wiedzę z klasycznej budowy maszyn, hydrauliki, pneumatyki, elektrotechniki elektroniki, optyki i informatyki.
2. kluczowe zagadnienia mechatroniki i określ jej podstawowe elementy
3.Mechatronika systematycznie wykorzystuje nowe
konstrukcje półprzewodników przez:
zastępowanie konwencjonalnych urządzeń mechanicznych
tam, gdzie jest to mozliwe (kalkulatory, zegarki);
zastępowanie mechanicznych nośników funkcji nośnikami
elektronicznymi
(maszyny do szycia, aparaty fotograficzne, kopiarki, pojazdy);
dołączanie elektronicznych urządzeń sterowniczych do
maszyn konwencjonalnych
(obrabiarki sterowane numerycznie, roboty, elektroniczne
sterowanie silników).
Architektura systemu mechatronicznego: System mechatroniczny jest to zamknięty układ sterowania zbudowany z następujących jednostek funkcjonalnych: obiektu podlegającego kontroli, moduł pomiarowy, układ sterującego, modułu nastawczego. W klasycznym systemie elektro-mechanicznym występuje wyraźny podział na bloki funkcjonalne: aktuatory, obiekt mechaniczny, sensory i komputer sterujący. System mechatroniczny jest zintegrowany na poziomie sprzętowym i programowym.
5.Czujnik przetwornik wielkości fizycznej (odleglos sila, temp,) na sygnal elektryczny:
Klasyfikacja – potencjometryczne, pojemnosciowe, indukcyjne, ultradzwiekowe, tensometryczne, piezoleketryczne, piezorezystywne
Klasyfikacja czujników ze względu na mierzoną wielkość:
- położenia, odległości i kąta obrotu
- przyspieszenia
- siły, ciśnienia i momentu obrotowego
- przepływu
- temperatury
- natężenia światła
Klasyfikacja czujników ze względu na źródło energii
sygnału pomiarowego:
- pasywne - energia potrzebna do wytworzenia sygnału
wyjściowego jest czerpana ze zjawiska fizycznego (pomiar
temperatury z wykorzystaniem termopary)
- aktywne - wymagają zewnętrznego źródła energii do
wytworzenia sygnału wyjściowego (pomiar naprężenia z
wykorzystaniem tensometru)
6.
7. czujniki indukcyjne wyjasnij zasadę działania
8. schematycznie trafo LVdt
9. do czego służy tensometr- służy do pomiaru naprężenia
10. Do czego służy enkoder ? Czym się różni enkoder inkrementalny od absolutnego.
Enkoder to urządzenie przetwarzające przesunięcie i pozycję kątową na sygnał elektryczny. Enkodery powszechnie wykorzystuje się we wszelkiego rodzaju maszynach i liniach produkcyjnych do precyzyjnego pomiaru prędkości, przesunięcia, odległości czy przebytej drogi.
Różnice – Enkodery dzieli się ze względu na sposób pomiaru na inkrementalne (zwane również przetwornikami obrotowo – impulsowymi) i absolutne (przetworniki obrotowo – kodowe). Oba typy enkoderów różnią się wytwarzanym na wyjściu sygnałem oraz możliwością pamiętania mierzonej wielkości. Enkoder inkrementalny generuje na wyjściu sygnał impulsowy. Każdemu przesunięciu kątowemu przyporządkowana jest konkretna liczba impulsów wyj-ściowych. Parametr enkodera zwany rozdzielczością decyduje ile impulsów wyjściowych odpowiada danemu przesunięciu. Im większa rozdzielczość enkodera tym mniejsze przesunięcia kątowe można mierzyć a więc również tym większa dokładność pomiaru. Enkoder inkrementalny nie pamięta aktualnego położenia. Generuje jedynie impulsy, które zliczane przez wchodzący w skład układu sterowania maszyną licznik dają informację o wykonanym przez układ wykonawczy przesunięciu lub aktualnym położeniu.Cechą charakterystyczną enkodera absolutnego jest zdolność do pamię-tania aktualnej pozycji nawet po wy-łączeniu napięcia zasilania. Enkoder absolutny generuje na wyjściu sygnał kodowy. Każdemu kątowi obrotu odpowiada konkretna wartość kodowa na wyjściu. Enkodery absolutne dzieli się na jednoobrotowe i wieloobrotowe. Jednoobrotowe rozróżniają pozycje tylko w ramach jednego obrotu a więc efektem obrotu wału takiego enkodera dokładnie o kąt 360° będzie taki sam sygnał na wyjściu. Enkodery wieloobrotowe generują sygnał wyjściowy informujący zarówno o pozycji kątowej jak również i o liczbie wykonanych obrotów
11. Wyjaśnij pojęcie aktuator –
Nastawnikiem (aktuatorem - ang. actuator) nazywa się urządzenie, które umożliwia wykonanie pewnej pracy poprzez
przetworzenie sygnału sterującego w postaci wielkości elektrycznej na proporcjonalną wielkość nieelektryczną(przemieszczenie, temperatura, siła).
12. Omów wybrany aktuator ruchu obrotowego np silnik dc, ac, układy mosfet, silniki hydrauliczne,
13. Omów wybrany aktuator przemieszczenia liniowego –
14. Wyjaśnij pojęcie materiały inteligentne i podaj przykłady
-materiał zmieniający swoje własności w kontrolowany sposób w reakcji na bodziec otoczenia. Materiał taki łączy w ramach jednej struktury własności czujnika z własnościami aktywatora. Materiały tego typu konstruuje się zwykle wykorzystując zjawiska piezoelektryczne, elektrostrykcyjne lubmagnetostrykcyjne, a także zjawiska pamięci kształtu obserwowane w niektórych stopach metali
15. Omów zjawisko piezoelektryczne, podaj przykłady zastosowań
zastosowanie w aktuatorach piezoelektrycznych, głosnikach, mikrofonach
16. Omów zjawisko magnetostrykcyjne, podaj przykłady zastosowań
zastosowanie – generatory ultradzwięków.
17. Pojęcia MEMS, MEOMS, μTAS.
MIcroTAS - to skrót od micro total analysis systems, moze byc uzywany do okreslania/opisywania/nazywania\
MEOMS- mikroskopijne systemy optyczne elektryczne i mechaniczne
18. Przykłady urządzeń i zastosowań urządzeń typu MEMS – zastosowania wyżej
Przykłady – akcelerometry, zbiorniki substancji, rzutniki
19. Przedstaw zasadę działania mikrosilnika elektrostatycznego
20. W jaki sposób wytwarza się mikromechanizmy krzemowe?
PREZENT SPECJALNY J
matachari