VERIFICA SISTEMI E AUTOMAZIONE – CLASSE VEL 23 – 10

VERIFICA SISTEMI E AUTOMAZIONE – CLASSE VEL
23 – 10 – 2013
ALUNNO: ......................................
Punteggio – 1 punto per ogni risposta/ esercizio corrett, tranne il secondo che vale 2
1 - La funzione del nodo di confronto all’interno dei sistemi reazionati è di:
[] confrontare il valore della grandezza d’uscita con quello della tensione di alimentazione
[] confrontare il valore della grandezza d’uscita con quello del segnale proveniente dal trasduttore
[] confrontare il valore della grandezza d’uscita con quello del segnale proveniente dal trasduttore
2 – Il sistema di regolazione mostrato in figura presenta i seguenti valori:
- un trasduttore fornisce un segnale Vd che può variare attorni al valore – 14 V;
- la tensione di riferimento vale 8V
Dovendo confrontare il segnale di riferimento e quello proveniente dal trasduttore, scegliere i valori R1 e R2
in modo da dimensionare correttamente il partitore di tensione, sapendo che quando il segnale proveniente
dal trasduttore è proprio -14 V, il segnale d’uscita dell’operazionale è uguale a zero.
3 – Il teorema di Shannon afferma che:
/_/ se la frequenza di campionamento di un segnale di frequenza massima fM non è maggiore di 2fM si
ha un errore nell’acquisizione
/_/ se la frequenza di campionamento di un segnale di frequenza massima fM non è maggiore di fM /2 si
ha un errore nell’acquisizione
/_/ se la frequenza di campionamento di un segnale di frequenza massima fM non è maggiore di 1 / fM si
ha un errore nell’acquisizione
/_/ se la frequenza di campionamento di un segnale di frequenza massima fM non è maggiore di 1 / 2fM
si ha un errore nell’acquisizione la risposta assume sempre il medesimo valore quando il sistema è
sottoposto alla medesima sollecitazione
4 – Un convertitore AD è un dispositivo che:
/_/ trasforma un valore digitale in una stringa di cifre binarie, corrispondenti a un numero;
/_/ trasforma un valore snslogico in una stringa di cifre binarie, corrispondenti a un numero;
/_/ trasforma un valore digitale in un numero analogico, reale;
/_/ trasforma un valore digitale in un valore numerico
5 - Detta VFS la tensione fondo scala di un ADC a N bit, un quanto (o passo) vale:
N
N
/_/ VFS/N; /_/ VFS/2N; /_/ VFS/2 ; /_/ 2 /VFS
6 – LSB significa:
/_/ Least significant Bit; /_/ Lost significant Bit; /_/ Least significant Byte; /_/ Lost significant Byte
7 – Per un ADC avente VFS = 10,24 V e N = 8 bit, quanto vale il peso dell’LSB?
/_/ 1,28 V; /_/ 0,04 V; /_/ 0,02 V ; /_/ 0 V
8 – Disegnare uno schema di principio di un circuito S/H
9 - Disegnare uno schema di principio di un circuito nodo sommatore
ALUNNO: ......................................
Punteggio – 1 punto per i quesiti 1, 2, 3, 6; 2 punti per il 5; 3 punti per il quesito 4
1) Completare la seguente definizione:
Molto spesso le parole trasduttore e sensore vengono considerate …………. Quando non lo
sono si considera sensore la sola parte ……….. del ……….., sensibile alla grandezza fisica
che varia un suo parametro in funzione della grandezza da misurare. Il sensore ……….
bisogno di energia esterna per funzionare. Il trasduttore è un dispositivo che fornisce in uscita
una grandezza ………, spesso una ………., funzione di una grandezza fisica in ingresso.
2) I trasduttori hanno lo scopo di:
/_/ elaborare dei segnali elettrici in ingresso per fornire delle uscite trasdotte
/_/ fornire in uscita la misura di un parametro fisico in forma elettrica;
/_/ fornire in ingresso la misura di un parametro fisico in forma elettrica
/_/ convertire una tensione in un parametro fisico
3) Nel trasduttore di posizione il potenziometro:
/_/ deve essere seguito da un convertitore V!R
/_/ funge da sensore
/_/ converte una resistenza in una posizione
/_/ ha un’uscita di tensione
4- Calcolare la tensione in uscita nel caso in cui il cursore si trovi nella posizione x=60cm.
Dati: la resistenza totale del potenziometro = 1,2K, la lunghezza totale = 100cm, Vcc=5V e R=2K.
5) Indicare quali sono i principali circuiti di condizionamento del segnale in un sistema di
acquisizione dati, descrivendone il principio di funzionamento.
6) In un sistema di conversione, il segnale di ingresso deve essere dello stesso tipo di quello
accettato dall’A/D. Per adattare il segnale all’A/D, come dinamica e come tipo di segnale, si
inserisce un …………………………………….
ALUNNO: ...................................... Punteggio – 2 punti per i quesiti 1, 2, 3; 4 punti per il 4
1 – Completare le seguenti affermazioni. Un trasduttore si dice:
a) Analogico: quando il suo segnale d’uscita è una grandezza …........... che varia in modo …..... b) Digitale: quando il suo segnale di uscita è composto da uno o più segnali …......... che possono
assumere ciascuno solo ….. livelli di tensione identificati come .. e ... c) Attivo: quando fornisce in uscita un segnale …....... utilizzabile da circuiti di elaborazione …......
consumo di energia elettrica. d) Passivo: è quel trasduttore al quale …........ fornire energia affinché la grandezza fisica
d’uscita possa essere trasformata in una elettrica. e) Lineare: per ogni sensore si può definire la caratteristica di …......................, cioè il legame che
intercorre tra la variabile da misurare (ingresso) e la grandezza d’uscita del trasduttore. Un
trasduttore la cui caratteristica è una …..... viene detto lineare. In alcuni casi la retta …..... per
l’origine ma nella maggior parte dei casi la retta non …... per l'origine. 2 - Calcolare la tensione in uscita nel caso in cui il cursore si trovi nella posizione x=40cm. Dati: la resistenza totale del potenziometro = 2,2K, la lunghezza totale = 100cm, Vcc=5V e R=2K. 3 - Calcolare il valore ohmico di RT per il trasduttore PT100 alla temperatura: –10 °C. Si ricorda
che RT=R0·(1+aT)
a = 0,00385 [°C-1] 4 - Calcolare la tensione d’uscita alla temperatura –10°C
per i due circuiti proposti R=RA=RB=1000Ω; VB=VCC=5 V
ALUNNO: ...................................... Punteggio – 2 punti per i quesiti 1, 2, 3; 4 punti per il 4
1 – Spiegare brevemente (massimo 20 parole) il principio di funzionamento di un
trasduttore d'umidità capacitivo:
…............................................................................................................................................ …............................................................................................................................................ …............................................................................................................................................ 2 - Calcolare la tensione in uscita nel caso in cui il cursore si trovi nella posizione x=30cm. Dati: la resistenza totale del potenziometro = 2,2K, la lunghezza totale = 100cm, Vcc=5V e R=1K. 3 - Calcolare il valore ohmico di RT per il trasduttore PT100 alla temperatura: 10 °C. Si ricorda che
RT=R0·(1+aT)
a = 0,00385 [°C-1] 4 - Calcolare la tensione d’uscita alla temperatura –20°C
due circuiti proposti R=RA=RB=2000Ω; VB=VCC=5 V per i
ALUNNO: ...................................... Punteggio – 2 punti per ogni quesito
1 – Un encoder è un trasduttore di …...... di tipo …...... in grado di fornire un numero espresso in un
particolare codice in funzione dello spostamento. Essi possono essere di tipo assoluto o incrementale, i quali
a loro volta si suddividono in ….... o …...... come in figura 1 e 2.
Fig 1 Fig 2 2 - Il convertitore frequenza-tensione, è un circuito in grado di fornire in uscita una …....... proporzionale alla
…...... del segnale di ingresso, secondo la relazione …... = …........ 3 - Calcolare la tensione su una resistenza RL =2K collegata ad un potenziomentro il cui cursore si trovi
nella posizione x=30cm. Dati: la resistenza totale del potenziometro = 1,2K, la lunghezza totale = 50cm,
Vcc=5V. 4 - Calcolare il valore ohmico di RT per il trasduttore PT100 alla temperatura: –8 °C. Si ricorda che
RT=R0·(1+aT)
a = 0,00385 [°C-1] 5 – Una fotoresistenza RL viene utilizzata per rivelare una intensità di illuminazione di 500 Lux secondo lo
schema indicato in figura. Determinare il valore della resistenza R3 per cui si ha la commutazione del
comparatore. La legge di variazione della resistenza con l'intensità di illuminazione è RL = K (L)-a . Sono
dati: R1 = 277 K; R2 = 68 K; K = 135 K; a = 0,87. (NB: la commutazione del comparatore avviene quando
V+ = V-) VERIFICA SISTEMI E AUTOMAZIONE – CLASSE VEL
– 05 – 2014
ALUNNO: ......................................
Punteggio – 1 punto per ogni risposta/ esercizio corretto, tranne il n. 8 che vale 2
1 – Per un ADC di risoluzione R = 8 bit, il numero di intervalli in cui sarà diviso V fondo scala è:
[] 8
[] 64
[] 128
[] 256
2 – Detta Vfs la tensione di fondo scala di un ADC a R bit, un quanto vale
[] Vfs/R
[] Vfs/2R
R
[] Vfs/2
R
[] 2 /Vfs
3 – Sia dato un DAC avente valore di fondo scala Vfs = 5V e valore del quanto q = 0,312 V. Determinare la
R
risoluzione in bit (suggerimento Vfs = q*2 ).
45 - Detta VFS la tensione fondo scala di un ADC a N bit, un quanto (o passo) vale:
N
N
/_/ VFS/N; /_/ VFS/2N; /_/ VFS/2 ; /_/ 2 /VFS
6 – MSB significa:
/_/ Mere significant Bit; /_/ Much significant Bit; /_/ Most significant Byte; /_/ Many significant Bytes
7 – Per un ADC avente VFS = 12 V e N = 8 bit, quanto vale il peso dell’LSB?
/_/ 0,28 V; /_/ 0,046 V; /_/ 0,024 V ; /_/ 2 V
8 – Completare la seguente descrizione scegliendo con una crocetta gli opportuni termini tra quelli messi in
evidenza;
RS-232 è /_/ uno standard - /_/un protocollo per la trasmissione /_/ seriale - /_/ parallela definito
dell’EIA nel 1969 che caratterizza /_/ l’interfaccia - /_/ il circuito per l’interconnessione tra un dispositivo
/_/digitale (computer o terminale) - /_/analogico (amplificatore), identificato dalla sigla DTE (Data
Terminal Equipment), e il dispositivo per l’accesso alla rete /_/ telefonica - /_/ elettrica , associato alla
sigla DCE (Data Communication Equipment). Questo /_/ standard - /_/ protocollo supporta la
trasmissione /_/ sinrona - /_/ asincrona su linee dedicate, affittate, commutate o private, in
configurazione punto punto o multipunto, su /_/ due o quattro fili - /_/ tre o cinque fili, con modalità
simplex, half duplex e full fuplex tra apparecchiature che hanno un collegamento comune /_/ a massa /_/ virtuale. La velocità massima consentita è /_/ 115kbps - /_/ 8kbps. Il cavo di collegamento DTEDCE non può superare i /_/ 15 metri - /_/ 150 metri. L’aumento di lunghezza è consentito a patto che la
capacità complessiva per circuito rimanga al disotto dei 2,5nF, pena la riduzione della velocità di
trasmissione. L’interfaccia fisica è costituita da un connettore del tipo DB25 generalmente /_/ maschio /_/ femmina. Per particolari applicazioni su PC, collegamenti di mouse o di microterminali, sono stati
disposti connettori di dimensioni ridotte, a 9 poli (DB9). Secondo lo standard il connettore /_/ maschio - /_/
femmina deve essere disposto sulla porta del DCE mentre il connettore /_/ maschio - /_/ femmina
deve essere posto sul DTE.
9 - Disegnare uno schema di principio di un circuito di condizionamento
Soluzione
RS-232 è lo standard per la trasmissione seriale definito dell’EIA nel 1969 che caratterizza l’interfaccia per
l’interconnessione tra un dispositivo digitale (computer o terminale), identificato dalla sigla DTE (Data Terminal
Equipment), e il dispositivo per l’accesso alla rete telefonica, associato alla sigla DCE (Data Communication
Equipment). Questo standard supporta la trasmissione asincrona su linee dedicate, affittate, commutate o private, in
configurazione punto punto o multipunto, su due o quattro fili, con modalità simplex, half duplex e full fuplex tra
apparecchiature che hanno un collegamento comune a massa. La velocità massima consentita è 115kbps. Il cavo di
collegamento DTE-DCE non può superare i 15 metri. L’aumento di lunghezza è consentito a patto che la capacità
1 - Trasmissione dati DTE-DCE
complessiva per circuito rimanga al disotto dei 2,5nF, pena la riduzione della velocità di trasmissione.
L’interfaccia fisica è costituita da un connettore del tipo DB25 generalmente maschio. Per particolari applicazioni su
PC, collegamenti di mouse o di microterminali, sono stati disposti connettori di dimensioni ridotte, a 9 poli (DB9).
Secondo lo standard il connettore femmina deve essere disposto sulla porta del DCE mentre il connettore maschio deve
essere posto sul DTE.
Esercitazione diagrammi BODE, A. S. 2012-2013, marzo 2013-03-29
Esempio 2