S e r i a : AUTOMATYKA 2 . 10 Nr k o l . 232 ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ_________________________196 8
JAN WASZEK
K a t e d r a E l e k t r o n i k i P r z e m y s ł o w e j
MASZYNA DO EGZAMINOWANIA "OMEGA 1"
S t r e s z c z e n i e . A r t y k u ł z a w i e r a o p i s p i e r w s z e j maszyny e g z a m i n u j ą c e j , zbudow anej w K a t e d r z e E l e k t r o n i k i P r z e m y s ł o w e j w ramach p r a c y d y p lo m o w e j.
Wiadomym j e s t , że n a j l e p s z y e f e k t n a u c z a n i a o s i ą g a s i ę p r z y n a u c z a n i u i n d y w i d u a l n y m , t j . p r z y b e z p o ś r e d n i m i s t a ł y m k o n t a k c i e w yk ład ow cy ze s ł u c h a c z e m . P r z y t a k im n a u c z a n i u u j a w n i a j ą s i ę i n d y w i d u a l n e z d o l n o ś c i s t u d e n t a i w yk ład ow ca p r z e z c a ł y c z a s o b s e r w u j e , j a k s t u d e n t p r z y s w a j a s o b i e m a t e r i a ł nau
c z a n i a . J e d n a k , aby u m o ż l i w i ć i n d y w i d u a l n e n a u c z a n i e n i e z b ę d n a j e s t w i ę k s z a i l o ś ć w yk ładow ców , c o j e s t t r u d n e do z r e a l i z o w a n i a w s z e r o k i m z a k r e s i e .
Ten g łó w n y n i e d o s t a t e k i s t n i e j ą c e j m etod y n a u c z a n i a można w pewnym s t o p n i u kompensować d r o g ą w p r o w a d z e n ia p rogram ow anej m e to d y n a u c z a n i a p r z y u ż y c i u m aszyn u c z ą c y c h . Maszyny u c z ą c e p o z w a l a j ą p r z y s w o i ć u czącem u s i ę o k r e ś l o n y z a k r e s w i a d o m o ś c i z d a n e g o p r z e d m i o t u , o r g a n iz o w a ć s a m o n a u c z a n i e , s a m o k o n t r o l ę i d a j ą m o ż l i w o ś ć w y k ła d o e c y z a pomocą p rogram ow anego m a t e r i a ł u i n d y w i d u a l n i e u c z y ć k a ż d e g o s t u d e n t a i n i e p r z e r w a n i e kon
t r o l o w a ć j e g o p r a c ę .
M aszyna z a d a j e p y t a n i e , i s t n i e j e w i ę c m ię d z y n i ą i pytanym ł ą c z n o ś ć b e z p o ś r e d n i a . U c z e ń d a j e o d p o w ie d ź , i s t n i e j e w i ę c m i ę d z y n im a m a sz y n ą s p r z ę ż e n i e z w r o t n e . Po k a ż d e j o d p o w ie d z i n a s t ę p u j e o c e n a . W r e z u l t a c i e w m a t e r i a l e p r zy sw o jo n y m p r z e z u c z n i a n i e m o ż l i w e j e s t p o w s t a n i e j a k i e j k o l w i e k l u k i , a n i omi
n i ę c i e n a j d r o b n i e j s z e g o n a w e t o g n iw a . C z y n n ik ie m z m i e n n y m , z a le ż n y m od z d o l n o ś c i i p i l n o ś c i , p o z o s t a j e t y l k o s z y b k o ś ć n a u -
7 6 Jan Waszelc c z a n i a . To d o s t o s o w a n i e tem pa p r a c y do i n d y w i d u a l n y c h m ożli*- w o ś c i g e s t w i e l k ą z a l e t ą m asz yn do n a u c z a n i a .
M aszyna u c z ą c a o t r z y m u j e i n f o r m a c j e w y j ś c i o w e z u s t a l o n e g o p ro g r a m u . Z g o d n ie z programem p o d a j e ona i n f o r m a c j e n a w e j ś c i e o b i e k t u s t e r o w a n i a ( u c z ą c y s i ę , e g z a m in o w a n y ) po l i n i i ł ą c z n o ś c i b e z p o ś r e d n i e j , t a k ą samą d r o g ą j a k m a t e r i a ł l u b p y t a n i e b y ł o p r z y g o t o w a n e . J e d n o c z e ś n i e w m aszynę u c z ą c ą wprowadza s i ę i n f o r m a c j e z w y j ś c i a o b i e k t u po l i n i i s p r z ę ż e n i a z w r o t n e g o . Są t o i n f o r m a c j e o p o z i o m i e w i a d o m o ś c i u c z ą c e g o s i ę , w z g l ę d n i e e g z a m i n o w a n e g o . X r e z u l t a c i e z e s t a w i e n i a i n f o r m a c j i w y j ś c i o w e j i w e j ś c i o w e j , m a sz y n a o p r a c o w u je p o l e c e n i a o k r e ś l a j ą c e p r z e b i e g n a u c z a n i a , w z g l ę d n i e s t a w i a o c e n ę .
O p isyw an a m aszyna s ł u ż y t y l k o jednem u c e l o w i - e g z a m in o w a n iu i z o s t a ł a zbudowana p r z y z a ł o ż e n i u , że z o s t a n ą u ż y t e n a j t a ń s z e - i n a d o s t ę p n i e j s z e e l e m e n t y . D l a t e g o w p r o j e k c i e o p a r t o s i ę na p r z e k a ź n i k a c h s t y k o w y c h , w y k o r z y s t u j ą c e l e m e n t y z w y c o f a n y c h z u ż y c i a a u t o m a t y c z n y c h c e n t r a l e k t e l e f o n i c z n y c h .
M aszyna d o e g z a m in o w a n ia s k ł a d a s i ę z c z t e r e c h c z ło n k ó w z a s a d n i c z y c h :
1 . U k ła d u w y b i e r a n i a o d p o w i e d z i 2 . U k ła d u c z a s o w e g o
3 . U k ła d u z a l i c z a n i a o d p o w i e d z ią 4 . U k ła d u z a s i l a j ą c e g o .
Każdy z c z ło n ó w j e s t rozbudow any i p o w ią z a n y ś c i ś l e z p o z o s t a ł y m i ( r y s . 1 ) . E lem en te m w e jś c io w y m u k ła d u w y b i e r a n i a od
p o w i e d z i j e s t t a r c z a numerowa z a p a r a t u t e l e f o n i c z n e g o , p r z y pomocy k t ó r e j wprowadza s i ę d w u c y fr o w ą , zakodowaną o d p o w ie d ź . U k ł a d o w i w y b i e r a n i a j e s t p odp orządk ow an a b l o k a d a , z a b e z p i e c z a
j ą c a p r z e d w p row adzeniem popraw ek do u d z i e l o n e j o d p o w i e d z i . Po u p ł y w i e o k r e ś l o n e g o c z a s u ( n a s t a w i o n e g o w u k ł a d z i e c z a s o w y m ) ,
u k ł a d w y b i e r a n i a sam sp r o w a d z a s i ę do s t a n u p o c z ą t k o w e g o , umo
ż l i w i a j ą c e g o ponowne w p ro w a d za n ie k od ow an ej o d p o w i e d z i j u ż na n a s t ę p n e ' . p y t a n i e .
P o n a d t o u k ł a d można s p r o w a d z i ć z z e w n ą t r z do s t a n u p o c z ą t k o w e g o , n i e z a l e ż n i e od n a r z u c o n e g o c z a s u p r z e w i d z i a n e g o n a od
p o w i e d ź . P ow od u je t o w y ś w i e t l e n i e n a s t ę p n e g o p y t a n i a , a zatem
start
r.Iaszyna do egzaminovtania "Omega 77
1
1 i abO
<D oa
•HCO
dco i£
od
•HacO MfcD
<L) O p^>
dp>*
NCO
COa
¿4o o
• PcO
a(D XJo
CO
CO P>>
7 8 Ja n W aszek p o z w a la na s k r ó c e n i e c z a s u c a ł e g o c y k l u ( 1 0 p y t a ń - 10 odpo
w i e d z i ) .
Wydaje s i ę , ż e w y k o r z y s t u j -ą c do w p r o w a d z a n ia o d p o w i e d z i t a r c z ę numerową z a m i a s t n p . k i l k u p r z y c i s k ó w , z m u s z a 'd o w i ę k -
n i c z n e g o ( r y s . 2 ) .
U k ład c z a s o w y zbudowano n a l a m p i e e l e k t r o n o w e j t y p u BF—4 2 , w y k o r z y s t u j ą c e f e k t M i l l e r a . C z as z a d z i a ł a n i a p r z e k a ź n i k a j e s t r e g u l o w a n y p ł y n n i e od 1 s e k u n d y do o k o ł o 16 m i n u t , i n d y w i d u a l n i e d l a k a ż d e g o p y t a n i a . Z adaniem u k ła d u c z a s o w e g o j e s t o g r a n i c z y ć c z a s o d p o w i e d z i na p o s z c z e g ó l n e p y t a n i a w z a l e ż n o ś c i od t r u d n o ś c i p r o b l e m u . U k ła d c z a s o w y wprowadza do u k ł a d u w y b i e r a n i a o d p o w i e d z i im p 'u łs, p o w o d u ją c y j e g o s a m o s p r o w a d z e n i e ( w y z e r o w a n i e ) do s t a n u w y j ś c i o w e g o . U k ł a d c z a s o w y p o s i a d a r ó w n i e ż b l o k a d ę , k t ó r e j z a d a n ie m j e s t z a b e z p i e c z e n i e w ł a ś c i w e j k o l e j n o ś c i kodu c y f r o w e g o w u k ł a d z i e z a l i c z a n i a , o d p o w i e d z i . U k ła d c z a s o w y z b l o k a d ą j e s t p r z e d s t a w i o n y na r y s . 3*
Z atrzym ajm y s i ę c h w i l ę n a u k ł a d z i e c z a so w y m , r y s u n e k 4 przed
s t a w i a u k ł a d r z e c z y w i s t y i z a s t ę p c z y e l e k t r o n i c z n e g o p r z e k a ź n i k a c z a s o w e g o , z a s t o s o w a n e g o w m a s z y n i e do e g z a m i n o w a n i a . Za
s t o s o w a n a p e n t o d a jSF-42 p r z y p o ł ą c z e n i u tr io d o w y m ( d r u g a i t r z e c i a s i a t k a p o ł ą c z o n a z an odą) p o s i a d a opór w e w n ę tr z n y :
ę = 4 kf2, a w s p ó ł c z y n n i k a m p l i f i k a c j i fi = 8 0 . W a rto ść p o z o s t a ł y c h e le m e n tó w j a k na r y s . 4 .
Zatem można n a p i s a ć , z a k ł a d a j ą c d l a u p r o s z c z e n i a , że R » s z e g o s k u p i e n i a u w agi t a k , j a k p r z y w y b i e r a n i u numeru t e l e f o -
Ua
Cs ( p ) = - I a( p ) Ek J - S
P o d s t a w i a j ą c do o g ó l n e g o w zoru
Ia
M aszyna do eg z a m in o w a n ia "Omega 1"
79
V»
V X X T 1 T I T I T T . T
^ *T X X T T T T T T T T
\
-X.T ..T T T T T I X J
.
HF1
i«j- _
■— i]—'■
^ A ± x l i n i n n
jL
- i m x~x T i x r n
•Hcd tí05
TíNp H05
Oj
OCO
05
*H
HO
•HrO H 'd rM05
Mn
OJ
co!>>
«
+2S0V9 +12V
3 0 J a n W aszek
i
- t I|lilillli
9--- —
Rys. 3.Układczasowyustalającyczas poszczególnychodpowie dzi
M aszyn a do eg z a m in o w a n ia "OMEGA 1" 81 o b l i c z o n e w a r t o ś c i n a p i ę ć o t r z y m u j e s i ę po p r z e k s z t a ł c e n i u n a p i ę c i a na o p o r z e Rk .
Uc ( p ) = E _______ 1 + pRC_______________ T / n „ 1 + ^ + pRC | l + fi + | - j 2 p * k
I 2 Cp) = E p---
[ § + Hk] + PRC [ ? + Ek + ^ H k ]
rU s
U
*
-i I— ł
I
R y s . 4 . U k ła d p r z e k a ź n i k a c z a s o w e g o ; a - s c h e m a t r z e c z y w i s t y , b - s c h e m a t z a s t ę p c z y
Po p r z e j ś c i u na p o s t a ć c z a s o w ą o t r z y m u j e s i ę w z ó r:
r . - i t ? ł ^ , t i
EC ' ę + Rj^ +p,R jc J
P o d s t a w i a j ą c w a r t o ś c i r z e c z y w i s t e , p r z y z a ł o ż e n i u , że p r z e k a ź n i k z a d z i a ł a z c h w i l ą gdy p r z e z n i e g o p ł y n i e p r ą d o w a r t o ś c i I = 12 mA, otrzym u jem y maksymalny c z a s , po j a k i m z a d z i a ł a p r z e k a ź n i k :
t =
RC ( ę + Rk +jj.Rk )
ę n r l n B - I n Je - I 2 ( ę + Rk )J
8 2 Jan W aszek
t =_ 2 .1 0 6 .1 0 ~ 6 (4-.103 + 1 0 . 103 + 6 0 0 .103 )
1 0 . 103 + 4 .1 0 3 l n 250
- ln 250 - 12.10**3 .1 4 .1 0 3
t max = 952 s = 16 min .
N a r a s t a n i e p r ą d u odbywa s i ę w i ę c w y k ł a d n i c z o z e s t a ł ą c z a s o w ą , z n a c z n i e p o w i ę k s z o n ą p r z e z s p r z ę . ż e n i e z w r o t n e :
T = CR (1 + r- ~ " -p ) • k
S t a ł a , c z a s o w a , a w i ę c i c z a s z a d z i a ł a n i a p r z e k a ź n i k a j e s t t u z w i ę k s z o n a [ l + k] - k r o t n i e , c o p o z w a l a u z y s k a ć c z a s y d o c h o d z ą c e do k i l k u d z i e s i ę c i u m i n u t . C z as z a d z i a ł a n i a j e s t w i ę c z a l e ż n y od p ara m e tró w lampy ¿r i ę . W s t o s u n k o w o p r o s t y s p o s ó b można go r e g u l o w a ć w d u ż y c h g r a n i c a c h w i e l k o ś c i ą o p o r n i k a R^, p r z y czym m i n i m a l n ą w a r t o ś ć o p o r n i k a , a w i ę c i m i n im a ln y c z a s z a d z i a ł a n i a z a l e ż y od r e z y s t a n c j i p r z e k a ź n i k a .
N i e c o s z e r z e j rozbu d ow an y j e s t u k ł a d z a l i c z a n i a o d p o w i e d z i , p o s i a d a j ą c y p o w i ą z a n i e z p o z o s t a ł y m i u k ł a d a m i . Głównym j e g o e - lem e n tem j e s t p r z e ł ą c z n i k k o d o w y , s p r z ę ż o n y z u kładem cz asow ym , p r z e z c o z a p e w n i a p r a w i d ł o w o ś ć d z i a ł a n i a z r ó w n o c z e s n ą b l o k a d ą p o z o s t a ł y c h 9 p r a w i d ło w y c h o d p o w i e d z i d a n e j s e r i i p y t a ń . Z a l i c z a n i e u d z i e l o n y c h o d p o w i e d z i n a s t ę p u j e d o p i e r o po p r z e j ś c i u p r z e z u k ł a d d e s z y f r a t o r a , k t ó r y r o z d z i e l a o d p o w i e d z i p r a w i d ł o we od z ł y c h . Sam kod u s t a w i a n y j e s t dwoma p r z e ł ą c z n i k a m i 1 5 - p o z y c j o w y m ij ( j e d e n d l a p i e r w s z e j c y f r y kodu - d r u g i d l a d r u g i e j c y f r y ) c o d a j e 225 k o m b i n a c j i k o d u , p r a k t y c z n i e u n i e m o ż l i w i a j ą c j e g o z a p a m i ę t a n i e .
W m o d e lu m aszyny d o e g z a m i n o w a n i a z a s t o s o w a n o p odw ójne z a l i c z a n i e o d p o w i e d z i . J e d e n z l i c z n i k ó w z l i c z a w s z y s t k i e u d z i e l o n e o d p o w i e d z i , a d r u g i z l i c z a t y l k o o d p o w i e d z i d o b r e . O prócz z a d z i a ł a n i a l i c z n i k ó w , z a p a l a j ą s i ę ż a r ó w k i , k t ó r e i n f o r m u j ą , c z y u d z i e l o n a o d p o w ie d ź j e s t d o b r a , c z y z ł a .
Z a s t o s o w a n i e d o d a t k o w e g o z l i c z a n i a u d z i e l o n y c h o d p o w i e d z i , n i e z a l e ż n i e od z l i c z a n i a o d p o w i e d z i d o b r y c h , ma podw ójne zn a
c z e n i e :
- d a j e b a r d z i e j o b i e k t y w n ą o c e n ę o p r z y g o t o w a n i u s i ę e g z a m inow anego z p r z e r o b i o n e g o m a t e r i a ł u ,
- wprowadza w pewnym s t o p n i u k o n t r o l ę n ad praw id łow ym d z i a ł a n i e m , u m o ż l i w i a j ą o r ó w n i e ż s z y b s z e z l o k a l i z o w a n i e ewen
t u a l n y c h u s t e r e k , n p . : p o d c z a s s p r a w d z a n i a d z i a ł a n i a p r z e d eg z a m in e m .
M aszyna do e g z a m in o w a n ia "OMEGA 1"_______________________________
85
R y s . 5 . Widok z e w n ę t r z n y m aszyny "Omega 1"
Sam s p o s ó b z a d a w a n ia p y t a ń p r z e z m aszynę j e s t z r e a l i z o w a n y n a s t ę p u j ą c o : p y t a n i a , j a k i o d p o w i e d z i na n i e , s ą w y p isyw an e n a k a r t c e c i e n k i e g o p a p i e r u l u b k a l c e i p o d k ł a d a n e pod matową
8 4 J a n W aszek s z y b ę . N a s t ę p n i e z o s t a j ą k o l e j n o p o d ś w i e t l a n e od s p o d u , p r z e z c o s t a j e s i ę w i d o c z n e p y t a n i e o ś w i e t l o n e wraz z o d p o w ie d z i a m i n a n i e . P y t a n i a n i e o ś w i e t l o n e s ą n ie w i d o ' c z n e i n i e r o z p r a s z a j ą u w a g i . S p o s ó b t e n j e s t t a n i , p r o s t y i p o z w a l a n a s z y b k i e z r e a l i z o w a n i e p r z y g o t o w a n y c h p y t a ń , a tym samym s p e ł n i a wyma
g a n i a w y n i k a j ą c e z z a ł o ż e ń k o n s t r u k c y j n y c h . C a ł k o w i t y w id o k z e w n ę t r z n y m aszyn y p r z e d s t a w i o n o n a r y s . 5«
R ę k o p i s z ł o ż o n o w R e d a k c j i w d n i u 2 8 . V . 1 9 6 8 r .
PęąpMe
B CTaThe npejCTaBJieHO onwcaHHe n ep B or o BKsauHHanHOHHOro ycTpoft- CTBa, xoT opoe nocTpoeHO b Ka4>e;npe npoutunjieHHofl c r ektpohukh KaK SHnrouHyp paÓOTy.
Summary
The p a p e r d e s c r i b e s t h e e x a m in e r "Omega 1 " , t h e f i r s t t h a t was b u i l t i n S i l e s i a n T e c h n i c a l U n i v e r s i t y .
