В настоящее время невозможно найти область деятельности человека, в которой не использовались бы электронные устройства измерительной техники, автоматики и вычислительной техники. Это касается и современных систем автоматизированного управления технологическими процессами, и контрольно-измерительного и лабораторного оборудования, авиации и космической техники, т.е. любых комплексов и систем, основной задачей которых является обработка и интерпретация информации, поступающей из «внешнего мира». Стремительные темпы автоматизации и компьютеризации всех сторон человеческой деятельности вызваны бурным развитием интегральной технологии, которая позволила наладить массовый выпуск недорогих, надежных, не требующих специальной настройки и наладки микроэлектронных функциональных узлов различного назначения.
Сегодня практически во всех автоматизированных системах управления, независимо от функциональной ориентации, применяются персональные компьютеры или же универсальные микропроцессорные контроллеры. В результате перед электронщиками-разработчиками и пользователями подобных систем встает задача оптимальной организации устройств, адекватно воспринимающих информацию из внешних датчиков различного типа (каналы ввода как аналоговой, так и цифровой информации), и вывода обработанной информации пользователю в удобной .для него форме. Так как элементы и многие функциональные узлы автоматики являются универсальными и не имеют строгой ориентации на какой-либо физический опыт или технологический процесс, они могут быть использованы как в составе сложных автоматизированных систем управления, так и в простейших устройствах, например, при выполнении физических опытов, в бытовой технике и т.д.
Автоматизация может иметь много уровней сложности: от простейших устройств до многоуровневых автоматизированных систем. Сложность систем автоматизации определяется физическими и функциональными свойствами объекта управления и степенью разветв-ленности алгоритма управления, контроля, диагностики и измерения, выполняемого системой.
Простейшие устройства автоматизации мы встречаем повседневно. Это - регуляторы освещенности, громкости (в радио и теле-
визионных приемниках), частоты, температуры, напряжения, скорости вращения двигателей и т.д.
Следует отметить, что элементы и устройства автоматики имеют в основном функциональную ориентацию, например, оптические датчики, звуковые, температурные, датчики давления, скорости потока жидкости, перемещения, газовые и т.д. Это значит, что, например, автоматизация процессов, связанных с оптическими (световыми) явлениями, имеет единый принцип организации как в глобальных автоматизированных системах управления технологическими процессами, так и в самых простых физических экспериментальных установках.
С методологической точки зрения целесообразно изучать элементы и устройства автоматизированных систем управления, не «привязывая» к конкретному технологическому процессу или эксперименту. Эффективное применение микроэлектронных функциональных узлов, интегральных микросхем также невозможно без знаний основных принципов их действия, параметров и теории электронных цепей. Поэтому в книге достаточно подробно изложены сведения о пассивных и активных компонентах автоматизированных систем, цифровых элементах" и преобразователях информации.
Настоящая книга в первую очередь ориентирована на студентов физических (специальность «032200 - Физика»), физико-математических (специальность «010400 - Физика») факультетов университетов и педагогических вузов.
Книга будет полезна для студентов технической специальности «22,03.01- Автоматизация технологических процессов и производств», для аспирантов и инженерно-технических работников. Она может быть полезна также и ученикам старших классов, интересующимся основами автоматики и современной электронной техники.