执行器与设备控制
低頻约 28 分钟6 个术语过去问 13 题
本单元目标
- 能把执行器说明为接收信号、在现场驱动实物的输出端部件。
- 能根据推动所用流体的不同,区分液压缸和气压缸。
- 能分别说明设备驱动程序承担的职责,以及即插即用自动完成的处理。
术语总表(6 个)
术语
执行器(アクチュエーター)是输出端装置的总称,它接收计算机发来的控制信号,并将其转换为旋转、伸缩等物理动作。
输入端的传感器(センサー)测量温度、亮度等物理量并转换成电信号,而执行器则位于信号流程的末端,负责让现实中的物体动起来。在 IoT 系统中,它承担在现场实际工作的部分,例如根据测量结果开关浇水用的阀门。
类比如果说传感器是眼睛和耳朵,执行器就相当于听从大脑指令真正行动的手脚。
记法词的核心是英语 act(行动、执行),可以理解为“让东西动作的装置”。
考点
- 常考执行器(アクチュエーター)按照服务器(サーバ)等发来的指令,承担在现场实际驱动物体的职责。
- 易混传感器(センサー)是测量物理量并转换成电信号的输入端,执行器(アクチュエーター)是把信号转换成动作的输出端,两者的信号方向相反。
该术语的过去问 2 题 アクチュエーター →
直流电机(DCモーター)是通入直流电流后轴会旋转的电机,是靠电驱动的执行器的代表。
升高或降低所加的电压,转速就会变化;把电流方向反过来,就会反向旋转。由于用电池也能驱动,它被广泛用于模型、小型家电、机器人的关节等。
类比就像玩具车的心脏,只要接上干电池就会转起来。
记法DC 是 Direct Current(直流)的缩写,家用插座提供的交流电写作 AC(Alternating Current)。
液压缸(油圧シリンダ)是一种执行器,利用送入筒内的油的压力推动活塞,产生直线运动。
油很难被压缩,所以即使装置很小也能发出很大的力,并且容易在想停的位置准确地保持住。例如,它被用于举起重物的工程机械臂和冲压机。
类比道理就像用液体去推注射器的推杆,推杆会以很大的力笔直前进。
记法“液压”二字直接表明了靠什么的力量来推动——液体(油)的压力。
气压缸(空気圧シリンダ)是一种执行器,利用压缩空气的力量推动活塞,产生直线运动。
空气轻且容易流动,适合快速的往复动作,即使泄漏也不易弄脏周围。另一方面,空气会被压缩,因此能发出的力和定位的准确度都比不上用油的方式。
类比就像往吸管里一吹气,塞在里面的纸团就会一下子飞出去一样,是靠空气压力迅速推出去的机制。
考点
- 易混液压缸(油圧シリンダ)用难以压缩的油发出大力量,气压缸(空気圧シリンダ)用压缩空气轻快地动作。两者都产生直线运动,这一点相同。
设备驱动程序(デバイスドライバ)是在操作系统、应用程序与外围设备之间居中协调的软件,它把发给该设备的命令转换成设备能理解的形式并驱动设备。
- 应用程序
- 操作系统
- 设备驱动程序
- 外围设备
每种设备接收命令的方式都不一样,所以驱动程序要配合设备的种类和型号来制作,多数由厂商提供。应用程序通过操作系统请驱动程序处理,因此不必在意设备的细微差别就能打印或读取。
类比就像操作外国机器时陪在身边的专属翻译,每台机器配的翻译都不一样。
记法driver 是“操控者”,和汽车司机一样,指的是操控设备的角色。
考点
- 常考设备驱动程序(デバイスドライバ)是控制外围设备的软件,应用程序使用所连接的设备时也需要它。
- 常考与操作系统(OS)分开、后来安装的驱动程序,不会随着操作系统的重装一起恢复。把磁盘初始化并重装操作系统后,驱动程序也要重新安装。
该术语的过去问 3 题 デバイスドライバ →
即插即用(プラグアンドプレイ)是这样一种机制:连接外围设备后,操作系统会自动识别它,并完成相应设备驱动程序的安装和设置。
这是为了省去手动查找、安装驱动程序的麻烦而设的功能,USB 等连接方式都支持它。在不断电的状态下插拔设备称为热插拔(ホットプラグ),它是关于插拔时机的功能。
类比就像贴心的前台,客人一进店,店员就看出客人的喜好,把座位和用具都准备好。
记法由 plug(插入)和 play(玩、使用)组成,可以理解为“插上就能用”。
考点
- 常考即插即用(プラグアンドプレイ)自动完成的,是把适合新连接设备的设备驱动程序(デバイスドライバ)装入操作系统并进行设置。
- 易混热插拔(ホットプラグ)是在通电状态下插拔设备的功能,即插即用(プラグアンドプレイ)是让连接后的识别和设置自动化的功能,两者负责的场景不同。
该术语的过去问 3 题 プラグアンドプレイ →
要点
- 执行器是把信号转换成物理动作的输出装置的总称,在整个系统中相当于最后让现实物体动起来的部分。
- 直流电机靠电产生旋转,而利用流体的液压缸、气压缸则产生直线运动。
- 设备驱动程序是为每种设备分别准备的软件,与操作系统分开安装的驱动程序在重装操作系统后需要重新安装。
- 即插即用把所连接设备从识别到驱动程序安装、设置的整个过程自动化。
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