НОУ ИНТУИТ | Интеллектуальные сенсоры. Лекция 3: Механические сенсоры перемещения. Принципы работы глобальной системы ориентирования и сенсоры GPS

Учитесь и получайте официальные документы БЕСПЛАТНО. Вы можете поддержать наш проект.

Регистрация Вход

Твой путь к знаниям!

Опубликован: 26.05.2010 | Уровень: специалист | Доступ: платный

|

Вам нравится? Нравится 35 студентам

| Поделиться |

Поддержать программу

Набор для практики

Вопросы для самопроверки

Что такое механические сенсоры перемещения?
Что является основой глобальной системы ориентирования?
Объясните принципы работы глобальной системы ориентирования.
Для чего предназначен GPS навигатор? Вкратце расскажите, из каких частей он состоит и как функционирует?
Назовите основные группы GPS навигаторов. Чем они отличаются?
Опишите возможности применения авиационных GPS навигаторов для вынужденной "слепой" посадки самолетов.
Как GPS приемники позволили по-новому решить задачу передвижения слепых людей?
Что такое трекер? Каково его назначение и как он функционирует?
Назовите основные виды сенсоров линейного перемещения.
Что такое "инклинометр"? Какие виды инклинометров Вы знаете?
Что такое "энкодер"? Какие виды энкодеров Вы знаете?
Что такое "код Грея"? Где и для чего его применяют?

Упражнения

Упражнение 3.1. Известно, что радиоволны распространяются со скоростью $c = 3\times 10^8$ м/с. Сделайте некоторые расчеты, связанные с глобальной системой позиционирования.

Вариант 1. Какова будет погрешность в определении расстояния до навигационного спутника, если погрешность отсчета времени запаздывания принятого от него радиосигнала составляет $\pm$ 0,5 нс?

Вариант 2. Какова должна быть точность отсчета времени запаздывания радиосигнала, если расстояние до навигационного спутника надо определять с точностью до $\pm$ 1 см?

Вариант 3. Учитывая то, что навигационные спутники системы GPS летают на высоте около 20 тыс. км, рассчитайте время запаздывания радиосигнала, принятого от спутника, находящегося в зените.

Вариант 4. Учитывая то, что навигационные спутники системы GPS летают на высоте около 20 тыс. км, рассчитайте время запаздывания радиосигнала, принятого от спутника, находящегося вблизи от линии горизонта.

Вариант 5. Какова будет погрешность в определении расстояния до навигационного спутника, если погрешность отсчета времени запаздывания принятого от него радиосигнала составляет $\pm$ 2 нс?

Вариант 6. Какова должна быть точность отсчета времени запаздывания радиосигнала, если расстояние до навигационного спутника надо определять с точностью до $\pm$ 1 м?

Упражнение 3.2. Составьте систему уравнений, связывающую пространственные координаты тела ( x, y, z ) и четырех видимых из точки его расположения навигационных спутников ( $x_i , y_i , z_i; i = 1 \ldots 4$ ) c измеренными временами запаздывания радиосигналов от них $t_i (i = 1 \ldots 4)$ и с поправкой $\tau$ хода часов в GPS приемнике. Какие величины являются в этой системе уравнений известными, а какие искомыми?

Упражнение 3.3. Сколько уравнений имеет система из упр. 3.2 в случае, когда GPS приемник получает сигналы более чем от 4-х навигационных спутников? Запишите эту систему уравнений. Является ли проблемой то, что число уравнений больше, чем число неизвестных? Как это можно использовать для уточнения координат объекта, на котором установлен GPS навигатор?

Функции	1	2	3	4	5
Точность определения координат
$\pm$ 10 м
$\pm$ 1 м
$\pm$ 1 дм
Карта местности
Ориентиры
Хронометрирование и запоминание маршрута
Оптимизация маршрута
Автозаправки и проч.
Определение скорости
Связь с диспетчером

Поставьте в каждом столбце "+" в тех строках, которые соответствуют функциям данного GPS навигатора.

Упражнение 3.5. Опишите принцип действия одного из чувствительных элементов линейного перемещения, отвечая, в частности, на вопросы: что он собой представляет? Как функционирует? Как его "реакцию" можно преобразовать в сигнал для пользователя? Приведите пример применения данного чувствительного элемента.

Вариант 1. Поршень.

Вариант 2. Поплавок.

Вариант 3. Ареометр.

Вариант 4. Капиллярная трубка.

Вариант 5. Жидкость в сообщающихся сосудах.

Вариант 6. Подвижная игла.

Упражнение 3.6. Опишите принцип действия одного из иклинометров, отвечая, в частности, на вопросы: что он собой представляет? Как функционирует? Где применяется?

Вариант 1. Отвес.

Вариант 2. Ватерпас.

Вариант 3. Уровень.

Вариант 4. Ртутный датчик опасного крена.

Вариант 5. Электролитический инклинометр.

Вариант 6. Двухкоординатный инклинометр.

Вариант 7. Оптоэлектронный двухкоординатный инклинометр.

Упражнение 3.7. Опишите принцип действия инкрементного энкодера. Каковы его преимущества? В каких случаях применяют вторую счетную дорожку и второй фотоприемник? В каких случаях применяют дополнительное окошко на счетном диске и дополнительный фотоприемник?

Упражнение 3.8. Опишите принцип действия абсолютного энкодера. Каковы его преимущества? В каких случаях применяют многооборотные энкодеры? Рассчитайте точность отсчета угла поворота, если количество пар непрозрачных и прозрачных участков на дорожке, соответствующей младшему разряду, n = 256 . Сколько дорожек при этом требуется?

Упражнение 3.9. Опишите принцип действия роторного и турбинного сенсоров потока жидкости.

Дальше >>

Интеллектуальные сенсоры

Интеллектуальные сенсоры